從Model S的18650再到Model 3的2170電池，特斯拉這位『插班生』竟一直走在電池行業前列，有時候甚至可以稱之為電池標準風向標。2020年9月23日，特斯拉股東大會暨電池日活動現場，特斯拉率先發布了無極耳、矽負極、無鈷技術加持的最新4680電池，如今，在各界的高度關注下，搭載4680電池的車型量產和交付日期也浮出水面。
今年2月份，特斯拉釋出推文稱在加州工廠生產了第100萬塊4680電池，這預示著4680的即將量產。果不其然，2個月後，特斯拉官宣準備向美國德州工廠附近的Model Y預訂者交付首批配備4680電池的Model Y，據外媒Drive Tesla Canada報道，其起售價格為5。999萬美元（約合38。1萬元人民幣）。
這再一次點燃了大家對4680量產車輛的期待，從18650到2170，再到如今的4680，特斯拉用在業內看來飛一般的速度在繼續著自己的『三電革命』。當然，在一些消費者看來，從18650到4680，好像只是將5號小電池變成了2號大電池，也算不上什麼黑科技，那業內為何如此看好，我們接著往下看。
■ 4680『神』在哪裡？
很多消費者可能對電池的數字命名感到困擾，我們先來簡單地瞭解一下其命名規則。以4680為例，它其實指的就是「直徑」46mm、「長度」80mm的電池，其實4680的末尾還有一個0，代表的是「圓柱形」電池，但我們一般把它捨棄掉了。所以舉一反三，後文我們會提到的1865/18650、2170/21700這類命名，大家便很好理解了。
好了，瞭解完命名規則，我們就來一起對這個體積膨脹數倍的『大塊頭』來個深度摸底，先看看官方是怎麼宣傳4680的，然後我們再看看特斯拉玩了哪些小心思。
5倍能量提升
4680電池直徑和高度的增加，讓其體積來到了2170電池的近5。5倍，但體積的增大讓電池組中所需電池數量大大減少。舉個栗子，同樣的電池包容量下，18650需要7200多個電芯，2170需要4400多個電芯，4680只需950個電芯。
根據特斯拉的資料，4680單顆電芯的能量確實提高到了2170的5倍，但特斯拉也在這裡玩了一個文字遊戲，
因為與『膨脹』的5.5倍體積相比，4680的單位能量密度並沒有明顯的提升。
不過大體積也意味著4680電池在成組時，可以『切掉』大量輔材，在單位體積內放入更大容量的電池。因此相比之下，4680電池能讓整車的續航里程有了16%的提升。
特斯拉聲稱，對於圓柱形電池而言，直徑46mm是經過反覆的試驗模擬後，得到的能結合高能量密度和高功率密度的最佳選擇。有知情人士稱，特斯拉計劃2022年第一代4680單顆電池容量為98Wh、2023年第二代為108Wh、2024年第三代為118Wh，這麼看下來，未來標準續航版車型達到700km的續航不是夢。
6倍功率提升
馬斯克之所以能在釋出會現場宣揚4680電池的功率是松下2170電池的6倍，這主要歸功於4680電池的核心改進——「無極耳」工藝。
如果各位小時候像我一樣皮，因為好奇心拆過電池，那麼就會發現，圓柱形電池的製造方式和捲紙一樣，是一層層裹起來的，然後再分別在正負極放上一個極耳，放電充電時候，電子都從極耳經過。上圖是18650和2170電池的橫切面，但4680比這大多了，所以隨著電池體積增大，內部捲紙也越來越『厚』，有些電子就需要趕很長的路才能來到極耳，這個時候，電池的充放電效率便會受限，並且會因更大的內阻而產生更大的熱量。
特斯拉一看，那我不如不要傳統意義的極耳了。於是4680在工藝上，直接把原來正極負極連線處的膠減掉了，焊接上採用鐳射技術，電子進出不用再繞路，出門就回家，開心又瀟灑。於是這種「到處都是極耳」的工藝便被稱為「無極耳」技術，對於這種工藝，業內也有專家稱其為「全極耳」，妥妥的『無招勝有招』。
從原理上看，4680電池的創新更多的是結構層面，不涉及材料體系。在焊接上，4680採用了更先進的鐳射技術，並且正負極添加了PVDF塗層，採用更多的鋁箔和銅箔來保護電極材料。除此之外，4680電池還具備矽基負極、幹正極等亮點技術，這讓4680不僅實現了高效的充放電效率，讓其可以實現15分鐘從10%的電量充到80%，還順帶解決了發熱量過大的問題，保證了電芯安全。
成本降低56%
我們在前面也有提到，由於電池組所需電池數量下降，金屬外殼佔比降低，結構件和焊接數量也顯著減少，所以4680的成本相比2170電池降低了14%。另一方面，更少的電池數量也讓BMS（電池管理系統）對於電池的監測和狀態分析更為簡單，開發成本也可以相應降低。
根據特斯拉在電池日公佈的資料顯示，特斯拉有信心透過4680等創新科技將單位成本下降56%，電芯設計佔14%、電芯工廠佔18%、負極材料5%、正極材料佔12%、電芯底盤整合佔7%。如果能按照設計目標實現量產，那麼對於消費者是重大利好訊息。
總的來看，無論是能效還是成本，4680比起『前任』們都是更加優秀的，這也是特斯拉未來會強推4680的主要原因。4680電池的到來，確實能夠更快地實現特斯拉『2.5萬美金以下的整車』的企業願景，那麼問題來了，消費者有必要第一時間『上車』嗎？
■ 首批車主 or 等等黨？
4680這麼香，消費者一定會更關心『我是做首批車主 or 等等黨』。別急，我們做了一些資料分析，希望給到大家一些參考。
續航長了嗎？
我們先來看一組資料，早在今年2月份，推特上一位特斯拉研究者@Troy Teslike就爆出了特斯拉在2022年-2024年對於4680電芯的效能升級規劃：2022年量產的第一代，單顆容量98Wh；2023年量產第二代，單顆容量 108Wh；2024 年會來到第三代，單顆容量 118Wh。
按照Troy的預測，今年的4680電池的電芯容量為98Wh，那麼它的「體積能量密度」大概是 737wh/L，是略低於現款2170電池778wh/L的數值的，但在2023年之後，4680的電芯容量會實現實質性的提升。不過今年4680電芯的「重量能量密度」已經超過目前的2170電池，達到 276Wh/kg。
結論：在能量密度方面，2022年的4680電池對比目前的2170電池並沒有明顯優勢，但在CTC技術（電池包成為車底盤結構的一部分）的加持下，續航或有小幅提升。
充電快了嗎？
但大家不要忘了，憑藉「無極耳」等一系列改進創新的工藝，4680電池在充放電效率上有質的提升。目前特斯拉最新的超充技術為Supercharger V3，其峰值功率為250kW，在當下業界仍處於頂尖的水平。早在2021年6月，馬斯克就曾表示V的功率將會進一步增加，預計會有280kW、300kW和350kW的版本。
而近日就有外國網友的爆料，特斯拉在北美的V3超充樁峰值功率將在今年晚些時候從目前的250 kW增加到324 kW，並且更高功率的V4超充樁隨後也將到來。
結論：在充電效率方面，尤其是Supercharger V4出來之後，4680電池的優勢將會進一步體現，為車主的日常使用體驗帶來明顯的提升。
價格低了嗎？
最後一點，因為搭載4680的車型都用到了特斯拉最新的CTC技術和前後兩段一體式壓鑄機，這三大黑科技的目的都是「降本增效」，所以得益於優秀的成本控制，搭載4680電池的車型價格可能會同步降低。以之前曝光的員工郵件來看，美國德克薩斯州奧斯汀工廠生產的4680標準續航版Model Y的起售價格為5。999萬美元（約合38。1萬元人民幣）。
目前第一批新車疑似僅向員工交付，5。999萬美元（約合38。1萬元人民幣）的價格相比美國官網在售的入門車型（Model Y長續航AWD版）6。299萬美元（約合40萬元人民幣）的價格也已經便宜3000美元（約合1。9萬元人民幣），雖然看起來比國內的起售價還是高出不少，但是需要明確的是，北美銷售的Model Y的入門車型便是雙電機的四驅版本。
結論：我們有理由相信，未來如果搭載4680電池的車型進入國內，那麼大機率還是Model Y，同時在價格上會比老款的同配置有一定程度的降低。
一路看下來，搶做4680的首批車主貌似不算『韭菜』，但需要提醒的是，因為特斯拉和寧德時代的動力電池訂單簽到了2025年，國產特斯拉Model 3和Model Y的標續車型仍會配套寧德時代的「磷酸鐵鋰」電池，而長續和高效能車型則會繼續配套韓國LG的「三元鋰」電池；同時4680電池的產能以及良品率還在爬坡，開篇的100萬塊電池下線看著很唬人，但就算良品率100%，這數量頂多也就裝1000臺Model Y，塞牙縫都不夠。
綜上所述，4680大機率是沒有那麼快來到國內的，所以這一波啊，這一波是『等等黨』的勝利！
■ 淺談特斯拉電池進化史
上文我們也提到，4680電池已經是特斯拉電池進化的第三個階段。在此之前，第一階段的斯拉採用的電池為18650，和我們現在使用的充電寶內部電池一致，現在小牛電動車也依舊採用18650，而第二代電池是2170電池，第三代電池便是現在的4680電池。
初代開局：18650電池
可以說，特斯拉的發家和18650有著密不可分的聯絡。之前有看過我們的通用新能源史的朋友一定記得， 當年通用EV1專案失敗之後，幾名通用研發工程師出來創業造出鉛酸電池車T-Zero，後來T-zero將「鉛酸電池」換成了「18650鋰電池」，續航里程達到了驚人的480km，於是眾人大喜過望，直接成立了一家新的電動車公司，於是特斯拉誕生了，其旗下的首款產品Roadster便開啟了特斯拉為期9年的18650之路。
優勢：
18650是當時商業化最早，其在常規電子產品上的應用極為廣泛，生產自動化程度最高，成本相對較低的一種動力電池，並且多年經驗積累讓其良品率和一致性有較高保證。所以18650毫無疑問地成為了特斯拉的『開局裝備』之一。
不足：
18650並非專為電動車的驅動電池而生，電池成組後的能量密度並不高，而且因為體積小，電池組動則5000+的數量讓BMS（電池管理系統）的管理工作更復雜。
代表車型：
特斯拉第一代Roadster、Model S、Model X
二代進階：2170電池
隨著特斯拉對續航提升和成本降低的訴求越來越高，2017年，特斯拉與松下聯手開發的2170電池面世，由特斯拉 Gigafactory 超級電池工廠生產，並在Model 3上面完成了首次搭載。馬斯克曾自信地表示『這款電池（2170）將會是全世界最高密度而且最便宜的電池』，可見2170對比18650有了長足的進步。
優勢：
相比於18650電池，2170電池組的整包能量密度得到進一步提高，同時2170電池新增的多極耳也讓其充電速度更快。當然因為體積的增大，2170電池可以用更少的電芯組成相同容量的電池包，BMS的控制管理和保護演算法更簡單了。
不足：
雖然體積尺寸上增大稍微改善了18650電池的不足之處，但2170電池最大的不足同樣在於能量密度上，與方形電池相比還有些許差距，只能算是4680的過渡產品。
代表車型：
特斯拉Model 3、Model Y
三代進化：4680電池
其實在2170電池才『上車』的時候，特斯拉就已經在為4680做準備了。2017年與「鋰電池先驅」Jeff Dahn建立了研究夥伴關係，共同探索最合適的電池尺寸，並於2020年提出了「無極耳」的設計方案，於是就有了本文的主角——4680電池。
優勢：
4680中的46，是特斯拉探索出的續航提升和降低成本的最優解，這一點得到了大部分業界同行的肯定。同時，4680電池在負極的石墨中加入了矽，進一步提高能量密度和充電速度，體積的增大和「無極耳」設計的加入，讓BMS的控制管理大大簡化，製造成本再創新低。
不足：
高鎳會讓電池內部更加活潑，控制單體熱失控發生率是一項考驗。其次，4680目前的良品率和產能還在爬升階段，實現大規模量產還需時日。
代表產品：
未來的特斯拉Model Y、電動皮卡Cybertruck、電動卡車Semi
■ 邦點評
從一體式壓鑄、CTC電池封裝，再到4680電池的到來，特斯拉讓我們看到了敢為人先的創造力和執行力，這也是特斯拉能領跑行業的核心驅動力。儘管已2年未上市新車型，但很明顯，特斯拉一直在為其旗下的產品武裝最新的科技成果，以『加量降價』的強勁競爭力，倒逼整個汽車行業不斷進步。從最不被華爾街看好的一家公司，特斯拉『積小流以成江海』，一步步成長為行業巨頭，這背後的哲思或許值得所有車企學習。
