【行业前瞻】特斯拉宏图三即将揭晓 4680电池与一体化压铸可极致降本增效
根据此前披露的计划，特斯拉将于2023年3月1日举行投资者日活动并公布特斯拉宏伟蓝图第三篇章。
随着时间临近，外界对特斯拉新技术的好奇心也愈发旺盛。
一、极致规模与极致成本
此前证通社文章《【热点解析】特斯拉3月1日将有大动作 或发布新车型平台冲击一亿交付量》分析特斯拉极有可能推出新低价车型将市场占有率扩大到极致水平。越来越多的分析人士也预判，特斯拉在本次投资者日最有可能同时也是最重要的看点，或将是一套有望极大降低电动汽车生产成本与售价的技术方案。
规模、产量是马斯克持续关注的问题之一，他曾在股东会上表示，到2030年将实现年销量高达2000万辆。Model S和X是特斯拉的第一代汽车，目前售价约为10万美元/台，Model 3和Y为第二代汽车，售价约为5万至6万美元/台。2022年特斯拉全球交付量为131万辆。要达到年销量2000万这个量能，价值3万美元的第三代汽车可能就是催化剂。而在这个价位，成本无疑是极富挑战的。
市场一致认为，4680电池和一体化压铸，是最有可能帮助特斯拉显著降本增效，支撑“极致规模化”的技术方向。
二、4680电池单kWh成本有望下降56%
4680电池是2020年特斯拉电池日上首次提出的，核心创新是大电芯+全极耳+干电池技术，目标是相比2170电池，容量提升5倍、车型续航提升16%、输出功率提升6倍，单kWh成本有望下降56%。
特斯拉表示，产能方面，目前特斯拉得州厂已布局4条4680电池产线，1条线正在生产，剩余3条处于调试安装阶段；公司还将投资新建内华达北部工厂，新增4680电池产能100GWh——这还“只是开始”，特斯拉4680电池长期产能目标为1000GWh甚至2000GWh、3000GWh。除了特斯拉之外，宝马等一众车企也的确存在对4680电池的潜在需求，此前宝马已敲定46毫米直径大圆柱的上车时点。蔚来、小鹏已申请大圆柱电池相关专利。日前有消息称，蔚来汽车计划在安徽省合肥市新建电池工厂，规划产能40亿千瓦时(GWH)投产其自研的4680和4695大圆柱电池。同时，国内外各电池厂商也迅速推进布局，目前以特斯拉、松下产能布局最为领先，LG新能源、亿纬锂能、宁德时代等紧跟布局。因此，2023年有望成为4680电池放量元年，未来4680增长空间巨大，将实现从“0-1-N”的快速增长。
4680 带来结构件材料、结构、工艺设计上的变化与升级，从而给供应链带来一些全新的机会。
1、材料方面：4680 大圆柱动力电池结构件使用钢壳，和小圆柱动力电池相同，与方型电池的铝壳不同。电池的钢壳需要进行镀镍处理，预镀镍比后镀镍镀层更均匀，电池一致性更好。预镀镍钢材更难加工，制造门槛更高。
甬金股份投资建设了“年产22.5万吨柱状电池专用外壳材料项目”，该项目拟生产预镀镍钢带。东方电热披露公司2万吨预镀镍生产线已于2023年2月5日点火成功，产品质量达到预期效果。斯莱克2022年披露4680大直径圆柱形钢壳产线的核心主机设备制造即将完成，2022年第4季度可实现首条验证线的商业化连续生产。
2、结构设计方面：4680大圆柱电池结构件与方形电池结构件差别较大，与2170小圆柱电池结构件相近。4680 电池结构件和 2170 电池结构件的基础上主要存在3点变化，一为热电分离，二为新增集流盘，三为壁厚增加。总体而言，壳体和盖帽价值量重新分布，壳体单 Wh 用量提升。
东山精密前次收购标的为美国和墨西哥冲压件厂，目前已经深度配套特斯拉4680电池的量产，目的解决4680电池制作过程尺寸一致性、热扩散、电池高度继续增加等核心难点。科达利称4680电池结构件目前处于批量生产阶段。
3、工艺方面：在4680 大圆柱中特斯拉提出了无极耳结构，把圆柱电池两端的集流体都变成了极耳。全极耳制造技术是 4680 圆柱电池制造的核心技术。全极耳在圆柱电池端的应用使电芯组装工艺发生变化。相比传统圆柱电池，差异点在于新增揉平环节以及极耳焊接改为激光焊，激光焊接工艺环节增加，有望为打开更大的激光焊接设备需求空间。
根据联赢激光2022-10-28投资者调研纪要披露内容，4680圆柱电池相对于方壳电池在焊接方面的改变主要有三点:（1）4680圆柱电池采用全极耳结构设计，相比传统电池单极耳结构，极耳环节的焊接面积和焊接难度更大；（2）圆柱电池比方壳电池多两个焊接点；（3）由于单个圆柱电池体积小于方壳电池，带同样电量的电动车需要搭载的圆柱电池数量数倍于方壳电池，需要焊接的电池数量增加。基于上述三点，4680圆柱电池的生产会增加对激光焊接设备的需求。
三、一体化压筑后车底的Model Y相较Model 3后车底缩减79个零部件
有不少分析人士指出，特斯拉3月1日投资者日的宣传海报似乎有玄机。海报背景是由一系列纵横排列的车身侧围结构件组成，放大后与一体化压铸结构非常相似。
与传统汽车制造相比，汽车一体化压铸在制造成本、生产效率、人力成本、材料回收等多方面具备优势。得益于一体压铸技术，特斯拉生产制造实现了更高程度的精简化。以奥斯汀工厂生产的Model Y为例，此前171个独立零件已简化成2个大型压铸单体零件，减少了超过1600个焊点。同时，奥斯汀和柏林超级工厂生产Model Y 所需的机器人数量将减少至弗里蒙特工厂的一半左右，弗里蒙特工厂中生产Model Y所需的机器人也将是Model 3的半数左右。
一体化压铸件的技术壁垒主要体现在4个方面。一是大型压铸机：系统复杂，对理论、经验以及制造工艺都有很高的要求；“设计—试验—设计”周期长，时间成本 高；造价高昂，风险成本大。二是材料配方：合金熔液需具备良好的流变性能、较小的线收缩率和较小的凝固温度区间，免热处理是关键。三是压铸模具：压铸在温度、真空、成型方案、工艺参数、后处理等方面要求更高，模具更复杂。四是工艺方法：高速充型特征易导致铸件失效，对全工艺要素均有较高要求。
从量的角度，新能源汽车销量持续快速增长，大型一体化压铸件在车身及底盘结构件中不断拓展应用，渗透率将进一步攀升；从价的角度，一体化压铸工艺集成化程度更高且单车用铝量增加，单车价值量也会逐步提高。通过对主机厂终端汽车销量以及应用车身及底盘一体化压铸件的进程测算，预计到2025年铸件市场规模可达995亿元。国内不少上市公司在一体化压铸领域有所布局，例如广东鸿图、文灿股份、拓普集团、伊之密、力劲科技等。
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