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(yè)前列，有時(shí)候甚至可以稱之為電池標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)向標(biāo)。2020年9月23日，特斯拉股東大會(huì)暨電池日活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，特斯拉率先發(fā)布了無極耳、硅負(fù)極、無鈷技術(shù)加持的最新4680電池，如今，在各界的高度關(guān)注下，搭載4680電池的車型量產(chǎn)和交付日期也浮出水面。

今年2月份，特斯拉發(fā)布推文稱在加州工廠生產(chǎn)了第100萬塊4680電池，這預(yù)示著4680的即將量產(chǎn)。果不其然，2個(gè)月后，特斯拉官宣準(zhǔn)備向美國(guó)德州工廠附近的Model Y預(yù)訂者交付首批配備4680電池的Model Y，據(jù)外媒Drive Tesla Canada報(bào)道，其起售價(jià)格為5.999萬美元（約合38.1萬元人民幣）。

這再一次點(diǎn)燃了大家對(duì)4680量產(chǎn)車輛的期待，從18650到2170，再到如今的4680，特斯拉用在業(yè)內(nèi)看來飛一般的速度在繼續(xù)著自己的『三電革命』。當(dāng)然，在一些消費(fèi)者看來，從18650到4680，好像只是將5號(hào)小電池變成了2號(hào)大電池，也算不上什么黑科技，那業(yè)內(nèi)為何如此看好，我們接著往下看。

■ 4680『神』在哪里？

很多消費(fèi)者可能對(duì)電池的數(shù)字命名感到困擾，我們先來簡(jiǎn)單地了解一下其命名規(guī)則。以4680為例，它其實(shí)指的就是「直徑」46mm、「長(zhǎng)度」80mm的電池，其實(shí)4680的末尾還有一個(gè)0，代表的是「圓柱形」電池，但我們一般把它舍棄掉了。所以舉一反三，后文我們會(huì)提到的1865/18650、2170/21700這類命名，大家便很好理解了。

好了，了解完命名規(guī)則，我們就來一起對(duì)這個(gè)體積膨脹數(shù)倍的『大塊頭』來個(gè)深度摸底，先看看官方是怎么宣傳4680的，然后我們?cè)倏纯刺厮估媪四男┬⌒乃肌?/p>

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?cái)?shù)量大大減少。舉個(gè)栗子，同樣的電池包容量下，18650需要7200多個(gè)電芯，2170需要4400多個(gè)電芯，4680只需950個(gè)電芯。

根據(jù)特斯拉的數(shù)據(jù)，4680單顆電芯的能量確實(shí)提高到了2170的5倍，但特斯拉也在這里玩了一個(gè)文字游戲，因?yàn)榕c『膨脹』的5.5倍體積相比，4680的單位能量密度并沒有明顯的提升。不過大體積也意味著4680電池在成組時(shí)，可以『切掉』大量輔材，在單位體積內(nèi)放入更大容量的電池。因此相比之下，4680電池能讓整車的續(xù)航里程有了16%的提升。

特斯拉聲稱，對(duì)于圓柱形電池而言，直徑46mm是經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)?zāi)M后，得到的能結(jié)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(jì)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，這么看下來，未來標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版車型達(dá)到700km的續(xù)航不是夢(mèng)。

6倍功率提升

馬斯克之所以能在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)宣揚(yáng)4680電池的功率是松下2170電池的6倍，這主要?dú)w功于4680電池的核心改進(jìn)——「無極耳」工藝。

如果各位小時(shí)候像我一樣皮，因?yàn)楹闷嫘牟疬^電池，那么就會(huì)發(fā)現(xiàn)，圓柱形電池的制造方式和卷紙一樣，是一層層裹起來的，然后再分別在正負(fù)極放上一個(gè)極耳，放電充電時(shí)候，電子都從極耳經(jīng)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(nèi)部卷紙也越來越『厚』，有些電子就需要趕很長(zhǎng)的路才能來到極耳，這個(gè)時(shí)候，電池的充放電效率便會(huì)受限，并且會(huì)因更大的內(nèi)阻而產(chǎn)生更大的熱量。

特斯拉一看，那我不如不要傳統(tǒng)意義的極耳了。于是4680在工藝上，直接把原來正極負(fù)極連接處的膠減掉了，焊接上采用激光技術(shù)，電子進(jìn)出不用再繞路，出門就回家，開心又瀟灑。于是這種「到處都是極耳」的工藝便被稱為「無極耳」技術(shù)，對(duì)于這種工藝，業(yè)內(nèi)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(chuàng)新更多的是結(jié)構(gòu)層面，不涉及材料體系。在焊接上，4680采用了更先進(jìn)的激光技術(shù)，并且正負(fù)極添加了PVDF涂層，采用更多的鋁箔和銅箔來保護(hù)電極材料。除此之外，4680電池還具備硅基負(fù)極、干正極等亮點(diǎn)技術(shù)，這讓4680不僅實(shí)現(xiàn)了高效的充放電效率，讓其可以實(shí)現(xiàn)15分鐘從10%的電量充到80%，還順帶解決了發(fā)熱量過大的問題，保證了電芯安全。

成本降低56%

我們?cè)谇懊嬉灿刑岬?，由于電池組所需電池?cái)?shù)量下降，金屬外殼占比降低，結(jié)構(gòu)件和焊接數(shù)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?cái)?shù)量也讓BMS（電池管理系統(tǒng)）對(duì)于電池的監(jiān)測(cè)和狀態(tài)分析更為簡(jiǎn)單，開發(fā)成本也可以相應(yīng)降低。

根據(jù)特斯拉在電池日公布的資料顯示，特斯拉有信心通過4680等創(chuàng)新科技將單位成本下降56%，電芯設(shè)計(jì)占14%、電芯工廠占18%、負(fù)極材料5%、正極材料占12%、電芯底盤集成占7%。如果能按照設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，那么對(duì)于消費(fèi)者是重大利好消息。

總的來看，無論是能效還是成本，4680比起『前任』們都是更加優(yōu)秀的，這也是特斯拉未來會(huì)強(qiáng)推4680的主要原因。4680電池的到來，確實(shí)能夠更快地實(shí)現(xiàn)特斯拉『2.5萬美金以下的整車』的企業(yè)愿景，那么問題來了，消費(fèi)者有必要第一時(shí)間『上車』嗎？

■ 首批車主 or 等等黨？

4680這么香，消費(fèi)者一定會(huì)更關(guān)心『我是做首批車主 or 等等黨』。別急，我們做了一些數(shù)據(jù)分析，希望給到大家一些參考。

續(xù)航長(zhǎng)了嗎？

我們先來看一組數(shù)據(jù)，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(duì)于4680電芯的性能升級(jí)規(guī)劃：2022年量產(chǎn)的第一代，單顆容量98Wh；2023年量產(chǎn)第二代，單顆容量 108Wh；2024 年會(huì)來到第三代，單顆容量 118Wh。

按照Troy的預(yù)測(cè)，今年的4680電池的電芯容量為98Wh，那么它的「體積能量密度」大概是 737wh/L，是略低于現(xiàn)款2170電池778wh/L的數(shù)值的，但在2023年之后，4680的電芯容量會(huì)實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的提升。不過今年4680電芯的「重量能量密度」已經(jīng)超過目前的2170電池，達(dá)到 276Wh/kg。

結(jié)論：在能量密度方面，2022年的4680電池對(duì)比目前的2170電池并沒有明顯優(yōu)勢(shì)，但在CTC技術(shù)（電池包成為車底盤結(jié)構(gòu)的一部分）的加持下，續(xù)航或有小幅提升。

充電快了嗎？

但大家不要忘了，憑借「無極耳」等一系列改進(jìn)創(chuàng)新的工藝，4680電池在充放電效率上有質(zhì)的提升。目前特斯拉最新的超充技術(shù)為Supercharger V3，其峰值功率為250kW，在當(dāng)下業(yè)界仍處于頂尖的水平。早在2021年6月，馬斯克就曾表示V的功率將會(huì)進(jìn)一步增加，預(yù)計(jì)會(huì)有280kW、300kW和350kW的版本。

而近日就有外國(guó)網(wǎng)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(shí)候從目前的250 kW增加到324 kW，并且更高功率的V4超充樁隨后也將到來。

結(jié)論：在充電效率方面，尤其是Supercharger V4出來之后，4680電池的優(yōu)勢(shì)將會(huì)進(jìn)一步體現(xiàn)，為車主的日常使用體驗(yàn)帶來明顯的提升。

價(jià)格低了嗎？

最后一點(diǎn)，因?yàn)榇钶d4680的車型都用到了特斯拉最新的CTC技術(shù)和前后兩段一體式壓鑄機(jī)，這三大黑科技的目的都是「降本增效」，所以得益于優(yōu)秀的成本控制，搭載4680電池的車型價(jià)格可能會(huì)同步降低。以之前曝光的員工郵件來看，美國(guó)德克薩斯州奧斯汀工廠生產(chǎn)的4680標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版Model Y的起售價(jià)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(jià)格相比美國(guó)官網(wǎng)在售的入門車型（Model Y長(zhǎng)續(xù)航AWD版）6.299萬美元（約合40萬元人民幣）的價(jià)格也已經(jīng)便宜3000美元（約合1.9萬元人民幣），雖然看起來比國(guó)內(nèi)的起售價(jià)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(jī)的四驅(qū)版本。

結(jié)論：我們有理由相信，未來如果搭載4680電池的車型進(jìn)入國(guó)內(nèi)，那么大概率還是Model Y，同時(shí)在價(jià)格上會(huì)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?yàn)樘厮估蛯幍聲r(shí)代的動(dòng)力電池訂單簽到了2025年，國(guó)產(chǎn)特斯拉Model 3和Model Y的標(biāo)續(xù)車型仍會(huì)配套寧德時(shí)代的「磷酸鐵鋰」電池，而長(zhǎng)續(xù)和高性能車型則會(huì)繼續(xù)配套韓國(guó)LG的「三元鋰」電池；同時(shí)4680電池的產(chǎn)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(shù)量頂多也就裝1000臺(tái)Model Y，塞牙縫都不夠。綜上所述，4680大概率是沒有那么快來到國(guó)內(nèi)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(jìn)化史

上文我們也提到，4680電池已經(jīng)是特斯拉電池進(jìn)化的第三個(gè)階段。在此之前，第一階段的斯拉采用的電池為18650，和我們現(xiàn)在使用的充電寶內(nèi)部電池一致，現(xiàn)在小牛電動(dòng)車也依舊采用18650，而第二代電池是2170電池，第三代電池便是現(xiàn)在的4680電池。

初代開局：18650電池

可以說，特斯拉的發(fā)家和18650有著密不可分的聯(lián)系。之前有看過我們的通用新能源史的朋友一定記得， 當(dāng)年通用EV1項(xiàng)目失敗之后，幾名通用研發(fā)工程師出來創(chuàng)業(yè)造出鉛酸電池車T-Zero，后來T-zero將「鉛酸電池」換成了「18650鋰電池」，續(xù)航里程達(dá)到了驚人的480km，于是眾人大喜過望，直接成立了一家新的電動(dòng)車公司，于是特斯拉誕生了，其旗下的首款產(chǎn)品Roadster便開啟了特斯拉為期9年的18650之路。

優(yōu)勢(shì)：18650是當(dāng)時(shí)商業(yè)化最早，其在常規(guī)電子產(chǎn)品上的應(yīng)用極為廣泛，生產(chǎn)自動(dòng)化程度最高，成本相對(duì)較低的一種動(dòng)力電池，并且多年經(jīng)驗(yàn)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并非專為電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電池而生，電池成組后的能量密度并不高，而且因?yàn)轶w積小，電池組動(dòng)則5000+的數(shù)量讓BMS（電池管理系統(tǒng)）的管理工作更復(fù)雜。

代表車型：特斯拉第一代Roadster、Model S、Model X

二代進(jìn)階：2170電池

隨著特斯拉對(duì)續(xù)航提升和成本降低的訴求越來越高，2017年，特斯拉與松下聯(lián)手開發(fā)的2170電池面世，由特斯拉 Gigafactory 超級(jí)電池工廠生產(chǎn)，并在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(huì)是全世界最高密度而且最便宜的電池』，可見2170對(duì)比18650有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

優(yōu)勢(shì)：相比于18650電池，2170電池組的整包能量密度得到進(jìn)一步提高，同時(shí)2170電池新增的多極耳也讓其充電速度更快。當(dāng)然因?yàn)轶w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(hù)算法更簡(jiǎn)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于能量密度上，與方形電池相比還有些許差距，只能算是4680的過渡產(chǎn)品。

代表車型：特斯拉Model 3、Model Y

三代進(jìn)化：4680電池

其實(shí)在2170電池才『上車』的時(shí)候，特斯拉就已經(jīng)在為4680做準(zhǔn)備了。2017年與「鋰電池先驅(qū)」Jeff Dahn建立了研究伙伴關(guān)系，共同探索最合適的電池尺寸，并于2020年提出了「無極耳」的設(shè)計(jì)方案，于是就有了本文的主角——4680電池。

優(yōu)勢(shì)：4680中的46，是特斯拉探索出的續(xù)航提升和降低成本的最優(yōu)解，這一點(diǎn)得到了大部分業(yè)界同行的肯定。同時(shí)，4680電池在負(fù)極的石墨中加入了硅，進(jìn)一步提高能量密度和充電速度，體積的增大和「無極耳」設(shè)計(jì)的加入，讓BMS的控制管理大大簡(jiǎn)化，制造成本再創(chuàng)新低。

不足：高鎳會(huì)讓電池內(nèi)部更加活潑，控制單體熱失控發(fā)生率是一項(xiàng)考驗(yàn)。其次，4680目前的良品率和產(chǎn)能還在爬升階段，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)還需時(shí)日。

代表產(chǎn)品：未來的特斯拉Model Y、電動(dòng)皮卡Cybertruck、電動(dòng)卡車Semi

■ 邦點(diǎn)評(píng)

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(chuàng)造力和執(zhí)行力，這也是特斯拉能領(lǐng)跑行業(yè)的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)力。盡管已2年未上市新車型，但很明顯，特斯拉一直在為其旗下的產(chǎn)品武裝最新的科技成果，以『加量降價(jià)』的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)力，倒逼整個(gè)汽車行業(yè)不斷進(jìn)步。從最不被華爾街看好的一家公司，特斯拉『積小流以成江?！?，一步步成長(zhǎng)為行業(yè)巨頭，這背后的哲思或許值得所有車企學(xué)習(xí)。