特斯拉4680专家交流：复合集流体应用于圆柱电芯的难点

专家介绍：就职于上海特斯拉，主要负责三电系统，电池、pack开发、电芯选型、总布置、三电高压件拓扑结构开发。

一、4680

第一代4680单品电芯能量密度没有突破300的阈值。

德州工厂model Y的产能去年开始就都是4680，今年反而考虑导入些21700，因为4680产能受限，美洲也只能生产1000多台model Y。

宁德的4680也在发展，还是亿纬锂能更靠前，可能会实现量产。

电芯开发国内特斯拉主导磷酸铁锂的选型开发，北美主导4680。

国内4680目前主要是主导供应商的测试，正向研发在北美。

二、电极

干法电极没有彻底取消，只是第一代4680没用这一技术。

第一代正极材料是基于811做提镍，没有达到9系，但能量密度有一定上升，没有达到干法电极的工艺。干法电极在试制线中使用过，但是良品率太低，安全风险高。

正极二代希望是9系，但是下半年才试制。

9系的正极供应商是住友、日韩企业为主。国内的正极供应商还是8系为主。容百在测试尾期，没有多大毛病，但是还没有SOP。

三、端子

1、量&价

正极上突出来的就是端子，端子只有正极需要一个，单电芯5毛钱左右。方形电芯是需要两个，比如比亚迪。

2、冲压&冷锻

第一代4680中广泛使用端子，还是冲压，有考虑未来试试冷锻技术，冷锻的产品性能更好，金相组织致密度比冲压好，希望在4680的端子处使用，提升使用寿命，而且冷锻做到极致是有降本能力的。

端子的要求很高，冲压一般是塑性变形，会有内缺陷，通过产线批量供货无法检测，一般要走工业CT机才可以检测出来。端子要过大电流，如果有隐藏隐患导致电芯寿命下降，冷锻工艺对应力消除、构成密度比冲压更好一些。而且冲压的边角料会被剪切，冷锻会更节省原材料，冲压的剪切断面也会有毛刺，会导致电池内部电应力分布不均匀。

3、供应商

端子目前直接供货的是日立，东山精密的端子用冲压形式做的。东山冲压很强，早期投样时间是今年年初，单独件测试周期6个月，顺利的话今年Q3可以走SOP，可以导入量产。SOP两个月以后一般就会把货物给特斯拉工厂了。

科达利在压端片的时候有一个模具，一体化压出这个凸台，再对整个基带做一个焊接。

四、上端盖

电芯是倒置的，负极那一块是所谓的上端盖。

1、价

端子是5毛（不含极流盘），两个极流盘要2块钱左右，一个9毛钱左右。和东山精密上端盖的贸易价是1块左右。

2、供应商

上端盖目前基本是日立做整包，它采购新日铁、日本制钢所的原材料，供应给特斯拉。

东山的上壳盖已经审完了，目前只有日立、东山可以供。

东山上端盖已经拿到北美工厂定点，理想是Q2左右给奥斯汀工厂，也会给弗里蒙特做一定备货，但是最后也是给奥斯汀做主要供应。未来科达利应该也可以，也在合格线之上，只是没东山的好。

东山精密主供的是上端盖，在4680的领域集成了机械式防爆阀，早期科达利供是没有办法合在一起的，要分开组装。但是东山精密对于特斯拉做一体化上端盖的研发能做到较强配合，东山精密现在供的是上端盖、下壳体两个组件，一供还是附防爆阀的上端盖系统。

极流盘是东山精密做代加工，还没有供货，单组件过了，合压件（极流盘+绝缘小圈+外端盖）还在验证中，东山应该还有一两个月测试，希望Q2之后可以给北美工厂。但是也要看能否成功。未来它供货的结构件会包含极流盘，目前还是日韩企业做的。科达利也具备这种能力，但是极流盘的一致性不如东山好。

五、下壳体

1、价

东山和科达利的下壳体基本都是四块多（量产），早期报价都是五块钱左右。

科达利下壳体一开始报价5元，现在应该是4块3-4块5。

2、供应商

东山精密未来有潜力把特斯拉的上端盖给包了，下壳体有潜力但是特斯拉内部不希望让东山精密在壳体连接器成为主导的一供，未来可能在采购量巨大的消耗型结构件上，东山会和科达利会成为1：1的供货关系。

东山的下壳体现在技术样截止了，近期会在北美拿到定点，科达利也一样，技术样近期通过了。

3、东山精密&科达利对比

未来的产品力来看，特斯拉对科达利的评价更好，电芯要用十年以上，东山的精密连接件做得很好，但是耐蚀的镀层不如科达利，科达利的稳定性在五年、八年之后会比东山更好。但是这也不代表就会给科达利更多份额，可能两家还是1：1的关系。一供和二供的比值不会差距太大。

对电芯材料的选型而言，科达利更强，但是精密冲压的模具、工艺成熟度，东山更强。科达利吃亏在早期做的是方形的，圆柱形的体量不大，圆柱形小微连接件方面，东山有较大优势，但是材料涂层、表面处理还是科达利强一些。

4、其他公司

1）中瑞电子

中瑞电子没有商务接触过。

2）金杨

金杨在名单中。

3）新坐标

早期有接触过新坐标，但是商务进展目前没有实质性发生。

4）ITW

早期是特斯拉的合作研发方，但是量产后等级就比较低了，现在主要是试制线供。

5）斯莱克

加温之后，像拔罐一样拔出来形成一体件，最终可以形成几十万的生产效率，以未来的发展态势来看，如果工艺能够实现在圆柱形电芯，可以带来很大程度的降本。但是遗憾的是，它早期没做过电芯壳体件的研发、量产，一致性偏差、表面抗腐蚀能力不如科达利，就连东山精密的程度也达不到。

六、结构件

1、海外

特斯拉现在找国内供应商就是想分散海外供应商供货比。特斯拉的电芯量产能力几乎为0，很大程度是依托了日韩的强大供应链，这些企业往往有绑定协议，保证在固有产线中的已有产能会有一定锁量给他们。

今年国内结构件供应商确实可以导入到北美的两洲工厂，但不代表没有其他海外供应商，国内企业更多会在未来新的产线中导入，已有产线中已经锁量的还是日立来完成。

25Gwh中，弗里蒙特10GWh，其中有4条线是试制线，今年下半年会抽两条做二代的4680，弗里蒙特实际上是8-9Gwh左右的有效出货，奥斯汀目前没有完全解锁，但是计划产线能力是18GWh左右。未来的发展过程中，日韩企业会逐步切出去，但受制于北美政府的诉求，内达华的新建工厂可能也会给KT凯德一定的供货比例（预留20%-30%供货比例），不一定就是科达利、东山做一、二供。

2、国内

基于现在日韩系、欧美系的供货等级来看，对于特斯拉长期有效降本很难有推动，要复用中国的成熟供应链才能降本。松下、LG的上游原材料也是中国本土企业。特斯拉研发阶段借助有较强研发能力的海外企业，量产阶段会对整条供应链的关系做延展，同步切换为国内供应商来供货。从20年，特斯拉就是在走这样的策略，但是23年遇到一些麻烦，北美额外发布了IRA法案，可能需要中国企业在北美设厂。

今年25GWh是特斯拉自己生产，保25，冲30。日立对应的固有供应线主要对应弗里蒙特，在25GWh中，日立还会供8Gwh左右，其余的在奥斯汀工厂，日立没有直接供货，这部分属于新增扩线计划，未来由国内供应商扮演比较重要的角色。

七、复合集流体

PP的膜和PET有区别，在一定充放电持续下，会出现脱层，改变了电导率。

复合集流体有很强的能力，预计3-5年之后，复合集流体在产业链方面有很大突破。

1、应用于圆柱电芯的难点

复合集流体目前圆柱形电芯还是没法用。特斯拉拿了宝明的复合集流体做了尝试，结论是复合集流体基本可以小规模产业化，但是（1）圆柱形电芯中，容易出现横载面积过大、张力集中，容易开裂。4680是卷绕的加工工艺，铜的导电层一旦开裂，会降低导电率，现阶段特斯拉没法使用；（2）4680的充放电能力很强，但是充放电循环次数会变短，复合集流体易老化，从物理特性上就不能做到更高次数的充放电。根据去年12月的信息，中航锂电采购宝明的，现在充放电次数是1900次，没有突破2000次。

2、宁德时代

宁德时代对复合集流体材料的变化很频繁，去年Q3是PET，11月变成PP，今年一月又变成PET，他们没有完成对材料的定稿，还是研发阶段，给特斯拉的数据比较杂乱。目前他们的PET的方案可以形成2300-2400次的正向充放电循环，但是没有说是脉冲波段点阵式的设备中还是稳态下。

特斯拉在复合集流体不是特别积极，还是宁德时代在主推。

如果复合集流体实现量产，未来宁德时代给特斯拉供的磷酸铁锂也会导入，特斯拉也会是受益者。磷酸铁锂能量密度较低，导入PET铜箔，能够帮助电芯间接提升5%-10%的能量密度。

上海、华南的一家企业就复合集流体正在和宁德时代接触。

Q2季度特斯拉会和宁德时代有一个电芯价格谈判。

宁德给了复合集流体很清晰的timeline，这个技术要实现量产在3、5年前是很难实现的，这是有一定安全能力的材料，但是圆柱形电芯用复合集流体是很难的，2020年之后，特斯拉的复合集流体就基本没有进展，研发工程师也转到其他项目了，但是22年有了转机，特斯拉把4680专利开放了，宁德时代内部也在做竞品对标，方形电芯可以通过导入复合集流体与4680扳手腕。

八、储能

4680未来会用在储能，目前更多还是车规级。主要推入还是户用储能。4680用在储能上，应该还是用三元锂。

储能主要目标是megapack用宁德时代的磷酸铁锂。

太阳能瓦片计划用光伏能力做太阳能电池，给虚拟发电站做能量补充。

储能都在北美为主，国内会有一些测试，但是都比较早期。

九、注塑

注塑这块去年有做前期试样，前保险杆、后尾门的工程塑料注塑件。还在发展初期，在和一些供应商谈合作。中国有两家，一家在深圳，一家在华中。门和翼子板会更迟一些。

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