【文章】4680电池难产，特斯拉的技术创新难在生产工艺？_车家号

5月17日的美国特斯拉得州工厂，马斯克表示会开始尝试一下给特斯拉打广告。

一直坚持不打广告的特斯拉，开始了“打脸”行为，不过这很可能只是个开始。还记得特斯拉的4680电池么？很可能是特斯拉第二次“打脸”，因为真的生产工艺要求太高了，不太好做。

在2020年的时候，特斯拉就透露了4680电池的计划

但，时间已经过去三年多，4680电池仍然没有大批量量产出来。这项电池技术，是可以提升续航里程而且还能减低成本的一项关键技术；当时，三年前特斯拉宣称能提高续航16%、输出功率提高6倍、电池容量提升5倍（当时的电池）、成本降低16%。所以，特斯拉对4680电池特别情有独钟也能理解了。

不过，4680电池真正大规模量产的日子，却是一拖再拖，现在已经拖到了2024年二季度才能大批量量产（特斯拉供应商的时间）；而且，特斯拉为了4680电池的足量供应，也是选择了多个供应商合作生产，包括松下、LG、三星等。总之，4680的大规模量产，目前看来是阻力重重，时间线一直往后延。

那么，4680电池难产原因究竟是什么？

非4680不可，为什么？

特斯拉一直都是圆柱电池的忠实客户，从1865到2170都是圆柱电池，而且是把圆柱体做的越来越大。从2170开始之后，特斯拉认为2170不能满足它接下来的电池需求，还能做到更好的性能表现，同时也是为了摆脱供应商的束缚。

所以，这才有了4680电池。

它对比前两代电池，确实有了非常大的突破，上面也提到了性能、成本都优化了，这和它在结构、工艺上的创新有很大关系（后面会讲）。最明显的变化，应该是它的尺寸，4680电池命名延续了前两代的思路，46mm代表它的直径，80mm则是它的高度。相比前两代，4680圆柱电池尺寸上大非常多。

而变大的尺寸，同样也能给电池带来非常大的改变。

首先单个电池的尺寸越大，它的电池容量也会越多。按照特斯拉的数据，4680的电池容量是2170（ Model3/部分Y）的5倍，是1865（特斯拉首款车型用的）的8倍以上，同时它的能量也提升到了20-30Ah，这点要比2170电池高5倍左右。

这几个变化带来的好处，是，汽车电池包内对于电芯的需求数变少了。拿ModelY举例，续航505km车型所使用的电池包中，如果用没升级之前的1865电池填满电池包的话，大概需要700个电芯；用2170电芯组装的话，填满整个电池包大概会减少到400颗电芯；那么，如果用4680电芯的话，填满电池包只要96颗左右。

首先，我们得知道，把电芯们塞进电池包并且组装好的成本很大，单体电芯的成本、固定框架的成本、电焊固定的成本，电池数量越多相对焊点也就需要更多。而且，单体电芯之间的外层之间也会留有缝隙，从这个角度来看，电芯数量越多，电池包内的空间利用率就越低，相应对续航里程会产生一定的影响。

所以，特斯拉的4680电池可以减少焊点、提高组装效率、降低安装/生产成本、提高续航里程；根据工艺数据，原本2170电池包的焊点是1.7万个左右，但4680电池的焊点减少到了1600多个，两者相差十倍左右。

特斯拉坚持选择4680电池，是有原因的，好处太多了。

而且，国内也有厂家开始追逐这个技术落地，其中包括亿纬锂能、宁德时代、比克电池、国轩高科等电池厂商都在积极跟进包括4680在内的46系列大圆柱电池。

难点，到底是什么？

4680大圆柱形电池由于其形状的优势，比方形电池更适用高镍正极和硅基负极，从而大幅提高电池的能量密度，进而提升车辆的续航里程。特斯拉的cybertruck电动卡车和semi半挂式电动卡车都将配备4680电池。

对，4680就是天生给高续航车型用的。

那么，输出功率越大，电池的发热量也会越大，这就是把电池做大带来的弊端；可是，特斯拉的4680电池却通过全极耳和干法电极两项工艺，在理论上解决了发热和成本问题。同时，这也是它生产困难的问题所在。

先说电池发热的原因，锂电池的结构是正¥负极材料和电解质组成的。充放电的时候，电子两会在正¥负极、电解液之间来回移动；而正¥负极材料本身就有电阻，然后圆柱电池还得把正负极包裹起来组成电芯。

此时，就需要正¥负极两端加入一个金属部件，也就是我们所称的极耳，主要是为了引出电流连接线路，所有的电流都必须经过这里，所以极耳上就会产生非常大的热量；而且，电池越大、输出功率就越大，那极耳的热量就变得更不可控了。

这也就是为什么在特斯拉之前，没人想把圆柱电池做大的原因，有极耳的存在反而是大圆柱电池的负担。于是特斯拉的4680电池就取消了极耳，将正负极的铜箔和铝箔剪一下，变成很多类似极耳的接头（全极耳，也可称无极耳设计）。

但是，在业内看来，4680电池的生产难点中就包含了这个设计。

首先，电芯采用了全极耳技术，这种技术对于生产工艺要求非常高，它是让正/负极极片边缘的导电涂层通过集流盘和电池盖接触，让电流通过导电涂层和外壳到达电池外接电路上，提升电芯的散热能力。然而，全极耳技术很难折叠整齐，且对激光焊接设备、工艺的要求都非常高。

除了全极耳之外，4680电池还有一项新的工艺，干式电极涂布技术。

我们这么理解吧，锂离子电池两级材料是金属氧化物和石墨，都是粉末，只不过是通过涂抹的方式吸附在正负极的铜箔、铝箔上。传统的方案，是用湿法涂布，也就是溶解在溶解液当中，然后再涂抹上去，之后再进行干燥处理。

但，这种传统工艺的溶解液有毒，用完之后还得回收处理；溶解液还得有一个干燥的环节，所以，来来回回成本就高了。4680的干法涂布，就是把溶解液取消，换成粘合剂粘在铜箔、铝箔上，不用回收不用干燥环节，相应的就是减少了成本。

这种做法虽然能减少成本，但这也是行业的第一次，在特斯拉之前鲜有人这么干过。于是在开始生产之后，发现了诸多问题，例如正负¥极的平整度问题，让粘合剂的粘性不够高，容易使金属氧化物、石墨等材料脱落。

以上两个点，都是影响到4680电池成品率的关键所在，无论是全极耳还是干法涂布，都仍存在着需要公关的技术难题。距离4680电池真正的大批量量产，还要等多久，目前还真不好预估。

或许4680电池，现在更应该在实验室里当保密产品，而不是提前三年公布出来。

非4680不可，为什么？

难点，到底是什么？

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