隨著特斯拉4680電池爬產的持續進行，46系大圓柱電池或將迎來一波產業化裝機熱潮，并將帶動雙干法(或稱“全干法”，指正、負極干法)電極技術加速滲透。
在動力電池領域，過去一直以方型、軟包、小圓柱為主流封裝形式，自2020年特斯拉提出4680電池以來，業界開始對46系大圓柱電池寄予厚望。不過，由于大圓柱電池工藝難度大，量產較為困難，隨后的幾年中，4680電池鮮有規模化量產裝車的消息披露。
近日，有消息稱，特斯拉電池團隊最新的任務是年底量產全干法的4680大圓柱電池，“現在已經有電芯在裝車準備做測試了，先在美國量產，歐洲工廠緊隨其后。”
特斯拉雙干法4680電池正在量產爬坡，有哪些核心看點?我國46系大圓柱電池何時規模化量產?我國雙干法電極技術目前進展如何?結合市場信息，我們將進行階段性的梳理。
01
特斯拉4680電池量產要點
近日，在2024年Q2財報會議上，特斯拉介紹了關于4680電池的量產進展，其中有幾個方面值得關注：
一是，今年第二季度其量產型4680電池產能實現較快增長，交付量較第一季度增加51%，同時成本顯著降低。
二是，據特斯拉方面介紹，當前，其生產的4680電池每周可配套超1400輛Cybertruck使用。
三是，據介紹，今年7月，特斯拉雙干法4680電池，已搭載到首輛Cybertruck原型車上，且已進入車輛測試驗證階段。這被特斯拉視為其技術工藝突破的一個里程碑。
四是，正極干法工藝爬產，特斯拉計劃在今年第四季度實現其正極干法工藝的量產，且要實現4680電池和其它替代方案成本平價的目標。
據報道，特斯拉電池團隊最新的任務是今年年底量產雙干法4680電池，“現在已經有電芯裝車準備測試，(未來)先在美國量產，歐洲工廠緊隨其后。”
業內人士表示，特斯拉此次透露的核心是：其4680電池持續爬產，預計將于今年年底前實現量產，而采用雙干法工藝正是其量產降本的一個關鍵措施。
值得一提的是，2020年特斯拉提出4680電池之時就表示，其新技術可以讓電池成本下降50%。未來，如果其真能夠實現50%的降本，那么對于提高車型競爭力，其優勢是顯而易見的。
基于此，分析人士指出，特斯拉量產的4680電池在年內逐漸與供應商制造的電池實現平價，可能只是短期目標，未來或將繼續進行工藝升級，以進一步降低電池制造成本。屆時，可能對電池產業格局帶來不小的影響。
02
年底或現大圓柱電池量產潮
國內電池企業方面，寧德時代、億緯鋰能、比亞迪、遠景動力、國軒高科、正力新能、力神電池、比克電池、瑞浦蘭鈞、中創新航等國內主流電池企業都已布局大圓柱電池賽道。
商業化方面，寧德時代、億緯鋰能和遠景動力已成為寶馬集團的大圓柱電池供應商;億緯鋰能等企業已實現大圓柱電池的配套裝車;頭部電池企業大圓柱電池新品不斷涌現。
其中，億緯鋰能大圓柱電池已配套江淮瑞風RF8和長安啟源部分車型;今年推出其大圓柱電池新產品Omnicell全能電池;其位于匈牙利德布勒森的乘用車大圓柱電池生產基地，已于去年年底開工。
國軒高科今年推出了三元體系46大圓柱產品——星晨電池，預計今年第四季度實現量產。
正力新能推出的正力騏龍大圓柱電池系統，能夠支持大型純電MPV車型滿電續航超1000公里，且實現充電10分鐘，增加續航500公里的超快充技術應用。
力神電池第一代46系大圓柱電池，可以滿足乘用車1000公里續航的需求。
遠景動力位于美國南卡羅萊納州零碳電池工廠已于2023年6月開工，規劃年產能30GWh，預計將從2026年起為寶馬提供46系大圓柱電池。
資料顯示，比克電池4680電芯能量密度超302Wh/kg，全極耳4695電芯能量密度超270Wh/kg。其大圓柱電池產能規劃為2024年2.5GWh、2026年15GWh、2028年30GWh。
中創新航計劃到2024年四季度實現其46系列6C充電倍率大圓柱電池的量產。
值得注意的是，多家中國企業的量產節點在今年年底，而LG新能源、三星 SDI、日本松下等海外電池企業也計劃在今年年內實現大圓柱電池的量產。屆時，或將出現一波大圓柱電池量產潮。
從技術角度看，電池企業在電極工藝方面并未透露過多信息，而如特斯拉采用的雙干法工藝，國內鋰電設備廠商已提早布局。
03
干法工藝趨勢：設備集成一體化
干法電極工藝是4680電池制造工藝中最重要、也是難度最大的一項技術工藝，我國鋰電設備企業研發的相關設備，已經陸續導入下游企業進行驗證。
從工藝來看，目前鋰電池正負極的制造主要采用濕法電極工藝。該工藝將活性物、導電劑、粘接劑按比例混合在溶劑中，并將該混合物通過涂布機涂覆在集流體表面并輥壓，再進行烘干等工序而制成極片。
而干法電極工藝，通常是將活性物質、粘結劑、導電劑組成的粉末干混后，直接噴涂到集流體上，或者通過碾壓/熱壓制成自支撐的極片。
先導智能、贏合科技、利元亨、曼恩斯特、納科諾爾、清研納科、上海聯凈、江蘇嘉拓、三一技術、東福來、尚水智能等國內設備企業，已在干法設備領域持續加碼。
資料顯示，先導智能干法電極設備可以綜合提升薄膜質量及離子電導率，其全自動化工序可以保障電池良率，并實現降本增效。
在混料段，據相關資料介紹，先導干法粉體綜合測試儀搭載自主研發的專用測試分析軟件，可滿足客戶在配方開發、材料測評、工藝驗證及質量評價等多場景的檢測需求，助力干法電極工藝從實驗室走向大規模量產。在成膜段，其干法成膜復合一體機可實現間隙雙面同步復合，連續成膜，且由于搭載高剛性高精度輥壓系統，設備可達到1μm以內的輥跳動，實現成膜的高度一致性，溫度均勻性≤±0.5℃，處于行業領先水平。
贏合科技今年6月在接受機構調研時表示，目前已成功開發干法固態極片輥壓設備，將持續開發整套干法固態極片制造系統。
利元亨今年5月表示，已開發出干法電極核心裝備，并取得多項專利。
作為國內最早一批布局干法設備的企業，曼恩斯特已推出400型干法復合制膜一體機。據相關資料介紹，該設備制膜寬度150mm～800mm、制膜厚度75μm～250μm、面密度精度誤差±1%、厚度精度±2μm、壓輥壓力最大50T、輥壓速度最快高達65m/min、壓輥輥縫間隙0～2mm、輥縫調節精度0.001mm，均處于行業領先水平。
納科諾爾今年5月曾透露，已推出干法電極設備四輥、五輥、八輥、十輥等系列產品，且客戶測試反饋良好，正在進行電芯級別測試。
目前，干法電極主要有兩種開發策略，一是通過噴涂方式進行制備，二是通過錕壓方式進行制備，我國相關企業多以后者為主，而日本的Toyota等公司則是前者的代表性公司。
從干法極片工藝趨勢看，將加料、混料、纖維化、制膜、輥壓、分切、收卷等功能集成在一起，可以大幅減少制造時間、提高效率及一致性，因此設備集成化已成為業內發展趨勢，將有更多廠商推出干法復合制膜一體機。
值得一提的是，干法工藝較濕法對輥壓設備的工作壓力、輥壓精度以及均勻度要求更高。頭部混料、輥壓設備企業或將率先受益于干法電極對于工藝升級的需求。
