特斯拉公司連同CEO馬斯克備受推崇，但凡他看重的技術(shù)，國內(nèi)很多人一窩蜂地抄作業(yè)的。無論是一體化壓鑄車身，還是夏天曬得要死的大玻璃天幕都有很多企業(yè)學著跟進。具體到動力電池領(lǐng)域，行業(yè)對特斯拉4680大圓柱電池更是趨之若鶩。

從2020年9月22日，特斯拉在電池日上關(guān)于4680大圓柱的幾張PPT開始，2023年10月干法正極才進入C樣，今年Q2財報會議，提到開始量產(chǎn)雙干法4680的消息，且少量裝車搭載CYBERTRUCK這款特斯拉最貴車型。特斯拉4680生產(chǎn)不順，良率不高、效率上不去、成本下不來，自己做比買還貴！整整五年過去了，馬斯克也終于領(lǐng)教了電化學工程的難度。

筆者今年以來遍訪鋰電池產(chǎn)業(yè)一線專家，尋找特斯拉4680遲遲難產(chǎn)的秘密。直到見到云山動力董事長袁定凱，這位從業(yè)23年的鋰電老兵幫我解開了心中謎團。馬斯克可能點錯科技樹了，4680大圓柱電池真正的應(yīng)用場景是超充，走功率型電池路線，而不是能量型技術(shù)路線，追求能量密度。

4680五大優(yōu)點與特斯拉的美夢

大家最熟悉的圓柱鋰電池型號是18650，最初被運用于消費電子產(chǎn)品中，隨后擴展至電動工具。在特斯拉發(fā)展初期，由于市面上沒有專為電動汽車生產(chǎn)的電池，也不得不采用該型號電池作為動力源。

在乘用車領(lǐng)域，在體積、安全、續(xù)駛里程等多維度約束下，18650顯然小了，后來21700稍微好一點，還是太小了。比如一款裝75KWh的純電動汽車大約需要7000個18650電池，即使是21700電池也需要4400個。隨著電動汽車的普及，需要更加適合車用的電芯，將電芯做大是簡單粗暴高效的做法。

一，圓柱大型化可以提高成組效率，彌補小圓柱電池成組效率低的不足。目前行業(yè)內(nèi)主流圓柱形電池(18650/21700)的模組成組效率約為87%，系統(tǒng)成組約為65%；而方形電池則分別為89%和70%，相較之下圓柱電池成組效率明顯較低。但是在圓柱電池直徑變大后，差距有所縮小。動力電池支架板和集流片的孔徑變大，相應(yīng)重量減輕，此外，動力電池包中電芯數(shù)量的減少可以減少結(jié)構(gòu)件用量，在提高電池能量密度的同時提高成組效率。

二，從安全角度來說，大圓柱電芯搭配全極耳技術(shù)，可以顯著解決散熱問題，有效提高了安全性。由于大圓柱電子流通路徑縮短，電池發(fā)熱量有望明顯下降。同時全極耳設(shè)計增大了極耳端面的散熱面積，增強電池的熱穩(wěn)定性；能有效提升倍率性能：全極耳設(shè)計降低電池內(nèi)阻，提高電子流動速度，提高快充性能；大圓柱成組接觸面是線性接觸，遇到單一電芯出現(xiàn)熱失控問題時，對其他電芯的蔓延也很慢；另外圓柱電池中間可以做蛇形管散熱，而方形電池呢，只能在底部散熱，所以方形的散熱面積小，圓柱的散熱面積大，理論上可以做到零熱失控。

三，從標準化角度出發(fā)，大圓柱對電池企業(yè)更友好，反正是標準化產(chǎn)品，降本提效生產(chǎn)出標準品來就好了，怎么使用，怎么組合是應(yīng)用端的事了，只是對BMS控制等有些要求，這對大部分傳統(tǒng)車企是障礙，但對特斯拉等造車新勢力來講是優(yōu)勢。由于標準化程度高，4680電池可作為一種“結(jié)構(gòu)電池”，靈活運用于各車型的CTC設(shè)計，還可通過一體化壓鑄協(xié)同降低制造成本，實現(xiàn)“極限”制造。另外大圓柱電池的設(shè)計制造乃至于回收都可以做到標準化，并且它在全生命周期里面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電池之間零應(yīng)力。圓柱電池在使用開始到結(jié)束的時候一如既往沒有變化。

四，價格更便宜，圓柱電池尺寸從21700升級到4680，電芯體積增加448%，而表面積僅增加180%，這表明隨著圓柱電池直徑的增大，結(jié)構(gòu)件質(zhì)量占電池包總重量的比例下降，大圓柱電池的電池能量密度將有所提升，從而降低電池單Wh生產(chǎn)成本。從21700圓柱電池升級到46800大圓柱可以降低14%的單位生產(chǎn)成本。

五，由于大量圓柱電芯組成粘接緊密的蜂窩狀結(jié)構(gòu)后，可以提供優(yōu)秀的總體剛度，同時還有充足的電量，所以這種構(gòu)型將會是高檔純電動轎車的首選。同時如果整車電池組使用小圓柱的話，由于數(shù)量多，控制復雜，對車企的BMS技術(shù)要求較高，大圓柱路線可降低BMS控制難度，同樣75KWh的車，一個7000個，一個只需950個，當然越少越好控制了。

可見，4680大圓柱路線是完全利好特斯拉的，也難怪馬斯克對此情有獨鐘，從2019年開始，五年來特斯拉為該項目年投入了超30億美元(合200多億人民幣)是特斯拉罕見的巨資項目。馬斯克原計劃通過4680電池的研發(fā)與應(yīng)用，掌握產(chǎn)業(yè)鏈主導權(quán)后，再通過專利授權(quán)方式，在世界各國授權(quán)制造，復制一個電池界的“可口可樂”模式，實現(xiàn)完美的盈利微笑曲線。

很顯然，目前這個美夢沒有實現(xiàn)。特斯拉4680大圓柱電池的生產(chǎn)過程，面臨包括良品率、工藝復雜性和供應(yīng)鏈整合等問題，影響了電池產(chǎn)量和制造成本。

超充場景下，電池需要具備高功率充放電能力

按照技術(shù)采用生命周期理論分析，新能源汽車已經(jīng)連續(xù)跨越2.5%的創(chuàng)新者、13.5%的早期使用者兩個階段以及死亡之井，進入新的早期大眾階段(34%)。這個階段的人群只關(guān)心需求，不關(guān)心技術(shù)。所以，相對于現(xiàn)有產(chǎn)品，新技術(shù)必須有明顯優(yōu)勢，并被反復驗證是穩(wěn)定可靠的，他們才會購買。到了這個階段，也就進入了新能源汽車的攻堅克難階段，交通電動化、智能化趨勢都看明了，也體驗到了。

根據(jù)《中國高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2023-2025)》，充電慢、充電不便是消費者選擇購買純電動汽車的主要顧慮。里程焦慮是個偽命題，補能焦慮才是真問題，插電式混動與增程式車型銷量猛增從側(cè)面印證這種焦慮真實存在。這幾年，每逢五一、國慶等重大節(jié)假日，高速公路服務(wù)區(qū)的充電區(qū)域都排長龍。目前安裝配套的直流快充樁功率普遍低于60KW，且數(shù)量不多，導致每臺車的充電時間都在一小時以上，無法滿足用戶快速補能需求。