重磅！蔚來(lái)正研發(fā)磷酸錳鐵鋰和4680電池，計(jì)劃明年小規(guī)模投產(chǎn)！

8 月 24 日消息，據(jù)《晚點(diǎn) Auto》，蔚來(lái)汽車(chē)正在自研磷酸錳鐵鋰和 4680 電池，并計(jì)劃量產(chǎn)這兩種電池，供給蔚來(lái)及子品牌阿爾卑斯。

5月24日，蔚來(lái)計(jì)劃在上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)新建研發(fā)項(xiàng)目，包括從事鋰離子電芯和電池包研發(fā)的31個(gè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，以及1條鋰離子電芯試制線(xiàn)和1條電池包pack線(xiàn)，擬投資2.185億元，預(yù)計(jì)今年8月至10月期間施工。

圖/蔚來(lái)汽車(chē)文件截圖

隨后 6 月，李斌在一季度財(cái)報(bào)電話(huà)會(huì)中表示，蔚來(lái)已組建超 400 人的電池相關(guān)團(tuán)隊(duì)，將在 2024 年推出 800V 高壓平臺(tái)電池包。

據(jù)媒體消息稱(chēng)，上述800V高壓電池包將采用4680圓柱電池，計(jì)劃將搭載到蔚來(lái)第三代平臺(tái)(NT3)的車(chē)型上。

蔚來(lái)還將小規(guī)模投產(chǎn)磷酸錳鐵鋰電池，供應(yīng)蔚來(lái)子品牌阿爾卑斯。該品牌定位 20 萬(wàn)-30 萬(wàn)市場(chǎng)區(qū)間，預(yù)計(jì) 2024 年上市。

認(rèn)識(shí)4680電池

7 號(hào)電池、5 號(hào)電池、18650、2170 和 4680 電池個(gè)頭對(duì)比，4680 明顯要大不少

4680 電池即直徑 46 mm、高 80 mm 的圓柱電池，目前特斯拉使用的 18650 和 2170 電池也符合這一命名規(guī)則，其中 18650 電池最后一個(gè)「0」的含義是圓柱，只不過(guò) 2170、4680 電池省略了。目前主要是特斯拉應(yīng)用，已于得州工廠量產(chǎn)，并成功搭載于部分 Model Y 車(chē)型中，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)也是各大廠商的發(fā)展方向之一。

特斯拉 4680 電池的核心技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

從 18650 到 21700 的升級(jí)從數(shù)字就可以看出來(lái)頗有點(diǎn)擠牙膏的味道，有點(diǎn)像最近兩年的高通驍龍芯片，而 4680 電池相比 2170 電池，不僅是體積增加了 448%，更多的是與全極耳、高硅負(fù)極、與 CTC 結(jié)合等革命性的技術(shù)相結(jié)合，最終才有了續(xù)航增加 54%，成本下降 56%，單位產(chǎn)能設(shè)備投資額下降 69% 的擠爆牙膏式的提升。

特斯拉 4680 電池通過(guò)采用全極耳的方案來(lái)讓二者兼顧，極耳簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是正負(fù)極充放電時(shí)的接觸點(diǎn)，傳統(tǒng)電池在正負(fù)極各有一個(gè)極耳，這樣就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，電流從正極流向負(fù)極時(shí)，如上圖左邊所示，要穿越很長(zhǎng)的橫向路徑，這樣內(nèi)阻自然上來(lái)了，不僅損耗電池的能量，而且發(fā)熱問(wèn)題難以解決。

4680 圓柱電池 VS CTP 方形電池

首先從結(jié)構(gòu)上方形電池的成組效率是明顯優(yōu)于高于圓柱電池的，預(yù)計(jì)優(yōu)秀的 CTP 方形電池能達(dá)到 80%—90%，4680 + CTC 能達(dá)到 70% 以上，這點(diǎn)也不難理解，4680 電池雖然比之前大了不少，但跟大的方形電池比還是很小的，一輛 Model Y 上大約需要 960 顆 4680 電池，換成方殼可能只需要 6 到 10 塊，數(shù)量越少，與化學(xué)物質(zhì)無(wú)關(guān)的其他部件占比就越低。

不過(guò)由于方形電池單體電芯大，并且是面接觸，這樣就給方形電池的散熱和熱失控防護(hù)帶了很大的難度，因此方形電池三元電池正極并不太適合往超高鎳的方向發(fā)展，同時(shí)上面說(shuō)到方形電池的負(fù)極不適合添加太多「硅」，因此方形電池的單體能量密度無(wú)法做得太高。

而圓柱電池因?yàn)閱误w電芯小，本身比較容易散熱，再加上全極耳的應(yīng)用讓熱量集中在下面更容易針對(duì)性散熱，因此可以采用比較激進(jìn)的高鎳方案，再配合高硅負(fù)極，單體能量密度能達(dá)到 300 Wh/kg，未來(lái)如果采用超 90% 比例鎳的正極，單體能量密度能達(dá)到 350—400 Wh/kg 。

這樣下來(lái)，雖然方形電池的集成效率高，但 4680 圓柱電池的單體能量密度高，綜合下來(lái)，二者的系統(tǒng)能量密度差不多。

而圓柱電池作為已經(jīng)商業(yè)化超過(guò) 30 年的品種，工藝最為成熟，在生產(chǎn)效率、良品率、投資成本等方面都有一定優(yōu)勢(shì)。比如良品率方面，松下的 2170 電池能達(dá)到 99% 以上，相比方形電池能達(dá)到 90% 就已經(jīng)是非常優(yōu)秀的水平了。

另外在生產(chǎn)效率方面，同樣采用卷繞工藝的話(huà)，圓柱電池同心圓卷繞的特性先天效率就高出不少，比如按照億緯鋰能最新的產(chǎn)線(xiàn)，每分鐘可以生產(chǎn) 200 顆 2170 電池，而類(lèi)似產(chǎn)線(xiàn)的方形電池 200 Ah 以?xún)?nèi)的一般一分鐘能生產(chǎn) 10—12 個(gè)、200 Ah 以上的大方形一分鐘產(chǎn)量不足 10 個(gè)。如果是一臺(tái)搭載 80 度電的新車(chē)，圓柱電池的生產(chǎn)大約需要 20 分鐘，而方形電池則需要 30 分鐘。

如果 4680 電池大規(guī)模量產(chǎn)順利，預(yù)計(jì) 2024 年后每 kWh 的 4680 電池成本比三元方形電池便宜 50—100 元，一輛 100 度電池的電動(dòng)汽車(chē)成本能低出 5,000—10,000 元。

因此從三元電池體系(包含無(wú)鈷電池、四元電池)的角度來(lái)看，如果 4680 電池的良品率能快速提升，將憑借一定的成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)超高的充放電功率，在中高端市場(chǎng)將逐步對(duì)方形三元鋰電池形成替代效應(yīng)。

而在中低端市場(chǎng)仍以磷酸鐵鋰電池為主，磷酸鐵鋰先天就比較穩(wěn)定不容易熱失控，因此就更適合集成效率高但不容易散熱的方形電池。因此未來(lái)的局面很可能是一些高端車(chē)型開(kāi)始逐步使用 4680 三元電池，中低端則以 CTP 方形磷酸鐵鋰電池為主。