2020年特斯拉“電池日”上，馬斯克團隊首次公開了4680電池——直徑46毫米、高度80毫米的圓柱形電池。這個看似簡單的數(shù)字組合，實則暗藏多重黑科技！
相比前代2170電池，其能量密度提升5倍，電力輸出和功率提升6倍，而成本卻有望降低50%。但就如馬斯克的火箭一發(fā)又一發(fā)，炸了又發(fā)的情景很相似，4680電池的量產(chǎn)之路也是充滿坎坷。
2022年，特斯拉德州工廠的4680電池周產(chǎn)量僅能滿足10輛Model Y的裝配需求。直到2025年，特斯拉才宣布自產(chǎn)4680電池的每千瓦時成本已低于外部供應(yīng)商，并計劃2025年全面投產(chǎn)干法極片工藝，至此才算是4680電池真正進入量產(chǎn)。
干電極技術(shù)破解了鋰電池成本與性能的“不可能三角”。
傳統(tǒng)鋰電池生產(chǎn)采用濕法電極工藝，需將正負(fù)極材料與溶劑混合成漿料，涂覆在金屬箔上，再烘干去除溶劑。這一過程耗時、能耗高，且溶劑殘留可能影響電池壽命。特斯拉的干電極技術(shù)則徹底拋棄溶劑，直接將正負(fù)極材料與粘結(jié)劑混合成粉末，通過滾壓工藝直接成型。
這一技術(shù)具有重大價值。 一是可以降低能耗，省去烘干步驟，能耗減少40%。二是可以提升密度，粉末更均勻分布，能量密度比濕法工藝提升6%。三是降低成本，據(jù)2025年特斯拉供應(yīng)鏈消息，省去傳統(tǒng)烘干工藝巨大的耗能，設(shè)備投資減少，相比于行業(yè)平均約22美元，單節(jié)電芯成本降至12美元。
4680電池硅碳負(fù)極與高鎳正極，是實現(xiàn)材料革命的“雙引擎”。以硅碳負(fù)極取代傳統(tǒng)石墨，硅的儲鋰能力是石墨的10倍，但體積膨脹問題曾讓行業(yè)頭疼。特斯拉通過納米化硅顆粒并包裹碳層，解決了膨脹問題，使4680電池能量密度突破300Wh/kg。而高鎳三元正極的鎳含量超90%，進一步提升能量密度。特斯拉通過“無極耳”設(shè)計（全極耳技術(shù)），將電流路徑縮短至0.1毫米，散熱效率提升35%，解決了熱穩(wěn)定性差的問題。
傳統(tǒng)電池依賴單一極耳導(dǎo)電，而4680電池采用全極耳設(shè)計，將整個電極表面作為電流通道，相當(dāng)于“把單車道拓寬為十車道”。這使電池充放電功率提升6倍，支持10分鐘快充至80%。
干電極技術(shù)曾因良品率低（初期僅30%）被嚴(yán)重質(zhì)疑。特斯拉通過激光雕刻陽極表面（微米級溝槽提升導(dǎo)電性）和膠粘無模組集成（減少線束和支架），最終將良品率提升至85%。
特斯拉還從中國電池廠商采購正極極卷，再運至德州工廠生產(chǎn)4680電池。這一“半成品組裝”模式，既繞開美國本土供應(yīng)鏈瓶頸，又利用中國材料成本優(yōu)勢，進一步壓縮成本。
4680電池搭配特斯拉的“無模組”設(shè)計，使電池包體積能量密度提升18%。以Cybertruck為例，其基礎(chǔ)版續(xù)航可達600公里，成本較傳統(tǒng)方案低8000美元，直接威脅到燃油皮卡市場。
隨著干法工藝全面投產(chǎn)，特斯拉預(yù)計2025年4680電池成本將降至$70/kWh，遠低于行業(yè)平均$120/kWh。這意味著電動車價格有望與燃油車持平，甚至更低。
特斯拉計劃2025年全面推廣干法極片制造，計劃將能量密度突破400Wh/kg（當(dāng)前行業(yè)瓶頸約300Wh/kg），循環(huán)次數(shù)從1200次提升至2000次，并減少70%的廢水排放，實現(xiàn)“零溶劑”生產(chǎn)。
從4680電池的量產(chǎn)歷程看，特斯拉不僅解決了電池的“能量-成本-安全”三角難題，更通過干電極技術(shù)重塑了全球電池產(chǎn)業(yè)格局。當(dāng)其他廠商還在千方百計優(yōu)化濕法工藝時，馬斯克已用“干法+無模組+全極耳”組合拳，為電動車實現(xiàn)“續(xù)航無憂、成本低廉”開辟了一條新路。
熱門跟貼