特斯拉，已摆脱4680电池“量产枷锁”？
特斯拉，已摆脱4680电池“量产枷锁”？
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环球零碳
碳中和领域的《新青年》
撰文 | Shushu
编辑 | 小棠
→ 这是《环球零碳》的第812篇原创
10月10日，特斯拉官宣其德州超级工厂生产了第2000万块4680电池。
来源：推特
该消息立刻被热烈讨论起来。因为4680电池对特斯拉的Cybertruck电动皮卡等新车型项目至关重要。
之前多数人对特斯拉4680电池量产的评价都比较负面，总体的感觉还是觉得这电池进度太慢了，影响特斯拉电动皮卡Cybertruck的量产之旅。这款电动皮卡最早在今年年底交付，但年内交付量最多只有200台左右。毫无疑问，这个数字和马斯克的预期有很大差距。
所以，Cybertruck量产交付的各种因素中，4680电池是十分重要的一环。其实，在今年6月17日特斯拉宣布德州工厂生产了第1000万块4680电池。
现在，仅4个月就将产量翻番，在过去16周内生产了1000万块4680电池，意味着平均每周生产625000个电池。
分析人士的测算，目前的产量远高于过去16周的平均水平，如果按照每月生产250万块电池的速度，特斯拉可能会在2024年2月左右达到下一个3000万块的里程碑。
当然，这距离特斯拉得州工厂的100 GWh年产量目标还很遥远，目前年产能约4 GWh。但相比之前，对特斯拉来说，绝对是一个重大里程碑。
据悉，特斯拉先后在加州弗里蒙特与得克萨斯州铺设4680产能。其中，德州工厂已经布局了4条4680的产线，3条试运行，1条在生产。
那么，4680电池究竟是什么？为何特斯拉执着于这款电池？
01
4680电池是个啥？
4680这四个数字代表的其实是圆柱形电池的尺寸。前两个是直径，后两个是高度，也就是说，4680电池就是一种长80毫米、直径46毫米的圆柱形电池。
来源：electrek
2020年9月，特斯拉发布4680电池。这是特斯拉研发的第3代电池，与此前采用的1865电池、2170电池相比，4680电池“更大个”，也代表着更先进的电池技术。
根据马斯克当时的说法，这种电池浑身上下就都是优点。总结来说，牛逼，还便宜。
相比2170电池， 4680电池的能量是它们五倍，放电功率更是提升到了六倍。用上了4680 的电车，续航里程能够提升13% 。
另外，这款电池还采用无极耳/全极耳设计。这是一种巧妙的结构设计，直接利用整个集流体尾部作为极耳，并通过盖板（集流盘）结构设计增大极耳传导面积及其连接处的连接面积、缩短极耳传导距离，能大幅减少动力电池的发热。
有了新结构、新技术的4680电池，单体能量密度将超过300 Wh/kg。根据马斯克的计算， 4680这个尺寸性价比是最高的，不仅对续航有明显提升，而且因为体积大，电池包里需要的电芯数量更少，所以综合下来成本可以减少16%，要是以后成规模了，成本可以降低一半。
再加上可能会用上硅材料阳极、无钴高镍阴极这些极其科幻的新材料和新工艺，当时的 4680电池还真是给电车产业带来了不小震撼，甚至有论调称其是固态电池落地以前锂电池唯一的希望。
02
为何4680电池进展一直都很缓慢？
既然被称为固态电池落地以前锂电池唯一的希望，确实有不少厂家入局抢占这一赛道。
从最新的产能投产和规划预测来看，2024年，特斯拉、松下、LGES、三星SDI亿能、宁德时代等企业的4680产线将逐步投入使用。
作为特斯拉圆柱电池的主要供应商松下也表示，4680大型圆柱电池将于2024年开始量产，年产能10GWh，满足约15万辆汽车的电池要求。
LG新能源、三星SDI、亿纬锂能则将加快构建46系大圆电池产线，规划的产能均为约10GWh；宁德时代预计到2024年建成12GWh的46系大圆柱电池新产线并开始量产。
不过，根据上图再结合新闻可以看出，目前4680大圆柱电池技术突破进展并不达预期，真正达到量产还需半年到一年左右的时间。
原因在于，4680电池采用名为“切叠法”的生产工艺，主要通过斜切成片卷起。该工艺生产难度较大，容易使集流盘表面出现较大起伏，从而导致极耳接触程度不一致、内阻一致性差等问题。同时，在电解液注入时，这种设计由于两端都被极耳封闭，也无法完成连续注液生产，因而该电芯的生产效率一直较低。
除了马斯克搞不定4680电池生产外，特斯拉的几个电池合作伙伴也似乎被该项电池工艺难住了。今年5月初，松下宣布将特斯拉 4680 电池量产时间推迟至2024 年，LG也只表明计划在今年年底之前新建一条4680电池产线。
不过，马斯克显然也相信产能面临困难是暂时的。这次4个月就将产量翻番，已经是一个巨大的增长。
首图来源：Clinton Desveaux - Medium
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参考资料：
[1]https://mp.weixin.qq.com/s/HFtHU_YbeKAErXOZTofLsQ
[2]https://mp.weixin.qq.com/s/oAa8eFBmgmU1JFt7_LCXgg
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/mqAdvgWIMNrnW608zeGG-A
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/oEAZ-Gm0gO5L8KPyBlTbeg
[5]https://www.163.com/dy/article/IGQH9NUB0511B8LM.html
[6]http://www.hn.chinanews.com.cn/news/cjxx/2022/0818/456323.html
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