怕消失自存一下

最强逻辑|4680电池技术梳理标的（20230131）

【事件】1月24号，美国内华达州州长乔·隆巴多(Joe Lombardo)宣布，特斯拉公司计划在内华达州追加投资36亿美元，扩建其现有的超级工厂。此次扩建包括两部分设施——一部分设施用来制造Semi半挂式电动卡车，另一部分设施将用来生产4680大圆柱形锂电池，规划年产能是100GWh（约150万辆）。据autoevolution网站报道，特斯拉最初表示，内华达州新建的100GWh的4680电池产能将支持生产200万辆电动汽车，但后来将这一数值更正为150万辆。新的数值意味着平均每辆车的电池容量将为67KWh。

1、特斯拉屡屡引领行业：①特斯拉是全球电车最大的需求方，而宁德时代是电池供给方，相当是特斯拉提出要求，宁德时代来满足。②多次引领：最早三元电池就是特斯拉带起来的，差不多炒作了几年。而到了2020年下半年至现在是特斯拉采用了方形磷酸铁锂电池（LFP），引领了磷酸铁锂电池在动力电池的回潮（21年三季报，特斯拉表示标准续航版Model 3和Moderl Y，全球范围内都改用磷酸铁锂电池）。③技术路线的颠覆：高镍三元直接终结了铁锂的牛市，PVDF 隔膜开始下跌之旅。每次做对技术路线的企业涨幅最大，而做不对的不涨甚至还跌。华友钴业的股价表现也是比较典型的例子。

2、4680 是什么：4680电池以它的尺寸命名，是一款直径46毫米、高80毫米的圆柱体电池，是21700电池体积的5.48倍。更大体积将电池的能量提升5倍。常见的主要有：1865、2170、4680。4680是一种结构，本身材料可以兼容三元、铁锂，但是对三元的优势更为明显。

3、4680优势：①特斯拉披露，4680电池续航里程提升16%、功率输出提升6倍、能量提升5倍。电池生产成本相比2170下降7-8%。

21700:4个模组，4400多个电池，能量密度170wh/kg。

4680:无模组，960个电池，能量密度215wh/kg,每kg提高26.4%。

②4680高镍与高压是天仙配，目前行业趋势是800V高压充电。

4、谁已经在做4680：①从当前合作车企看，通用、福特、宝马、大众、戴姆勒、沃尔沃、小鹏等均有明确的规划，部分已将4680构架进下一代电动车平台。电池厂宁德时代、亿纬锂能、LG、松下、比克电池都有规划，其中又以亿纬锂能、松下、比克电池更为积极。②进度：特斯拉在2020年率先发布，截止今天，内华达州超级工厂的4680电池产线投建，其将成为继得州超级工厂和加州特里蒙特试点工厂后，第三家拥有4680电池产能的特斯拉美国工厂。特斯拉得州超级工厂布局了四条4680电池生产线，一条已经投产，其余三条处于调试和安装阶段。2022年年底，加州特里蒙特试点工厂实现了一周生产86.8万个4680电池电芯的重大突破，这一周产量能够供应大约1000辆特斯拉Model Y电动汽车。松下2022在日本开始试生产4680电池产品开发的技术目标已基本实现，但大规模量产仍存在技术门槛。近两月，比克电池常宣布30GWh 大圆柱电池产能建设计划，亿纬锂能46 系列大圆柱锂电池将在湖北荆门实现量产，远量动力宣布美国南卡罗来纳州30GWh大圆柱电池产能建设计划，国轩高科首次展示了 39Ah 和50Ah 两款 46 系列圆柱电芯，能量密度达到 310Wh/kg。

6、4680目前量产工艺进展超预期

（1）一代产品上在材料和工艺上做了妥协。例如放弃了干法电极工艺等，干法电极容易导致掉粉短路和应力导致极片、隔膜等破裂。

（2）设备和工艺上做了迭代，尤其是中后段工艺和设备。涂布机—早期单喷头，一次产出时间很长，现在双喷头，提高了生产节拍和效率；最卡脖子的是激光焊接，以前工艺流程是先灭焊再做汇流盘，再盖盖板和防爆阀，再做最后外端面的周长式的矩阵式电焊，步骤很多，流程繁琐，良率低，现在焊接工艺突破，削减了相应流程，防爆阀盖帽合在了一起。降低了二次回流焊和虚焊概率。另外在设备上也有迭代，和IPG等激光器企业做定制化的研发，双向功率更大、精度更强，还在激光器的高效频段、功率上提升做了些文章。

（3）指标上看，4680PPM已经从100提高到150，未来还会提升至200以上，良率从40%+提升至93%。预计降本幅度约10%。

7、4680的市场规模及未来增速：财通机械测算出来的结果是：23-25年特斯拉对应需求是21/81/274Gwh，2年复合增长261%，3年13倍，渗透率2025年达到20%。根据特斯拉规划量测算，23年，46系车型销量预计在40-50/万台，对应电池需求在25-30GWh；25年，46系车型预计达200万台，对应电池需求在180GWh；特斯拉远期规划3000GWh，对应约3000万台车。

8、增量部分：是标的选择的重要逻辑

①负极材料：硅替代石墨，续航里程增加20%，4680电池将使用硅基负极材料。相比锂电池的典型负极材料石墨，硅对于锂的嵌入是石墨的9倍、在地球上更为丰富。而硅的难点是，当它充满锂时，体积会膨胀4倍，粒子的挤压会导致材料的绝缘，失去电池容量。据特斯拉电池日披露，为了解决这个难点，4680电池将回归使用原始冶金硅。负极的成本降低到1.2美元/千瓦时，相较使用石墨成本降低88%。据石大胜华纪要的硅碳负极最新进展，硅碳负极（SiOx-C）的掺混量预计从10%提升到15%（硅增量50%）。1GWh的4680电池消耗约750吨的硅碳负极材料。

② 正极材料：高镍去钴，利好高镍正极材料。4680电池的正极将最大限度利用镍。正极的成本每千瓦时降低15%。根据车型，正极材料的配比分为三类。铁用于对能量密度要求不高的中等续航产品。2/3镍和1/3锰的搭配用于中长续航产品。高镍用于长续航产品，例如Cybertruck, Semi等大车型。据海通国际的“金属行业藏宝图”，按照目前的NCM811三元高镍体系，1GWh的4680电池消耗约3086吨的硫酸镍、413吨的硫酸钴、248吨的硫酸锰、619吨的锂LCE。

③金属材料：锂：2022年特斯拉4680电池对锂的需求约4.6万吨（LCE），2030年的需求预计达到一年195.6万吨（LCE），增长42倍。硅：预计2022年硅碳负极材料的需求约5.6万吨，2030的需求约237万吨，增长42倍。镍：预计2022年硫酸镍的需求约23.1万吨，2030年的需求约975.2万吨，增长42倍。锰：2022年特斯拉对硫酸锰的需求约1.9万吨，2030年的需求达到78.4万吨，增长41倍。

④设备部分：4680独有新增设备环节主要在卷封点焊、激光焊盖板、焊集流盘+正极柱（这三个都是要用到焊机，提升了激光设备价值量），极耳模切、揉平，开口化成。大圆柱目前设备投资额大致为1.8-2亿元/GWh，目前国产头部电池厂商良率约为91-92%，单Wh成本较方形高9分钱。未来良率提升有望在23年4月份提升到94%，23年底提升到95%。长期看大圆柱有望占比电池市场的30%市占率。

1)激光焊接:大圆柱集流盘焊点增加、焊接难度大，带来单gw焊接设备价值量大幅提升，核心标的【联赢激光】。预计价值最在2000w/GWh(电芯段)。

2）激光模切：受益于极耳数最大幅提升的激光模切，主要厂商【海目星】。设备价值量约为2100万/GWh(方形为800万)，良率约为98%以上。

3)极耳揉平:极耳揉平工艺是目前难点，目前良率只有88-89%，设备价值量在1400W/GWh(纯增量)。【先导智能】研发时间较早、产业化进展较快的，【骄成超声】在超声波揉平设备上具备技术优势的。

⑤辅材

1) 预镀镍:预镀镍应用于圆柱电池，此前多为日韩企业垄断，随着大圆柱产业趋势加速，有望实现国产替代。预镀镍关注国产替代供应商东方电热，其在技术、客户进展端领先。

2) 芳纶涂覆:辅材隔膜涂覆材料预计由芳纶逐步替代PVDF陶瓷膜，解决电池破膜温度低&特斯拉干电极良率低问题。芳纶涂覆与传统陶瓷涂覆相比优势在于高安全性、强快充和循环性能，劣势在于成本高，此前多为海外企业垄断，目前泰和新材正致力于国产替代，率先突破的应用场景为3C和圆柱，随着在大圆柱产业趋势下，国产替代有望加速。

9、标的：

①结构件：

1）科达利：已过特斯拉认证，国内最大结构件龙头。是特斯拉下壳体1供。

2）东山精密：特斯拉上壳体1供，4680电芯三合一顶盖从2020年及开始配合大客户研发，现阶段已经批量出货;4680电芯圆柱壳体进展迅速，送样验证积极，4680电池产品可实现公司4000元单车价值量。随着4680大电池加速投产及公司托盘能力配合，电池结构件业务将成为东山精密新增长极。

3）斯莱克：将易拉罐生产用DWI工艺延伸至电池壳领域，未来可能实现壳体降本增效的。

②设备端：

1)联赢激光:主要是激光焊接，大圆柱集流盘焊点增加、焊接难度大，带来单gw焊接设备价值量大幅提升，预计价值最在2000w/GWh(电芯段)。2代4680激光焊接等核心设备可能合作大族、逸飞等对手。

2）海目星：激光模切，受益于极耳数最大幅提升的激光模切，设备价值量约为2100万/GWh(方形为800万)，良率约为98%以上。海目星目前供应特斯拉PACK层面激光切割机（价值量约1000万元/GWh）。

3)极耳揉平:极耳揉平工艺是目前难点，目前良率只有88-89%，设备价值量在1400W/GWh(纯增量)。【先导智能】研发时间较早、产业化进展较快的，【骄成超声】在超声波揉平设备上具备技术优势的。

③硅碳负极：硅碳负极优势明显，唯一具备海外订单的企业，贝特瑞。

④前驱体和正极：正极高镍出货占比高的芳源股份、中伟股份、容百科技、长远锂科、振华新材、当升科技、华友钴业。

⑤锰:西部黄金（子公司科邦锰业的主营业务为电解金属锰的生产和销售）。湘潭电化（国内规模最大的电解二氧化锰生产企业。）

⑥个股弹性：根据这份表的测算（市场份额有待核实），到2025年净利润贡献弹性最大的依次是泰和新材179%、科达利67%、联赢激光64%、恩捷股份49%、海目星39%、东方电热30%，汇得科技27%、东山精密23%。

到2024年净利润贡献弹性最大的依次是联赢激光32%、科达利25%、泰和新材22%、海目星19%、恩捷股份17%。