新物种4680电池：看起来很美，造出来不易

近来，4680电池又火热起来。

上一年9月，特斯拉电池日推出4680电池，一度引起骚乱，但此后沉寂，近期有报道称良品率已从上一年的20%前进到了靠近80%，估计下一年具备量产可行性。

无独有偶，近来国内锂电企业亿纬锂能布告制造20GWh大圆柱电池出产线，据称包括4680电池。一时激起工业圈及本钱圈的新一轮热心。

实际上，4680电池的量产并不简略，这是其本质抉择的。4680总体上是方形电池的工艺思路，但套用了圆柱电池的外形结构。这样复合的产品布景，长处出色，难怪马斯克较为赏识，但问题也不可避免。

让我们看看这个新物种。

4680电池本质是结构立异

4680电池，本质上是结构立异。

我们知道，锂电池一般可以依照两个维度来划分：一是电池材料，比如三元、磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂、无钴电池等，这是电化学课题；另一个是电池结构，比如圆柱、方形、软包、刀片，这个更像是物理课题。

4680电池，是圆柱电池从较小的1865到2170之后，进一步做大的立异。1865的电池容量一般为2.6-3.5Ah，2170一般为4-5Ah，而4680可以做到20-30Ah，电池容量有了5倍左右的前进。

圆柱电池的巨细类型较少，但方形电池根据结构优势，从小到大的类型则比较丰富，小方形可以50Ah，大方形可以到200Ah以上，市面上五花八门。

刀片电池，本质上也是电池结构从小到大的立异，比亚迪刀片电池为138.5Ah（磷酸铁锂），近期蜂巢动力推出的短刀片电池为184Ah（磷酸铁锂）。

电池结构立异，往往对工艺要求较高，乃至需求不同的出产设备。比如刀片电池由于较大，需求选用叠片的办法，而一般方形电池依然可以选用卷绕的办法。

长处出色，看起来很美

锂电池作为出产材料，首要功能目标包括安全性、能量密度、循环次数、本钱等，有些跟电池材料有关，有些跟物理结构有关。

4680电池，既然是结构立异，那这种结构相对小圆柱、方形或软包结构，带来的首要长处是：

散热性及安全性：直径增加，卷绕变长，选用无极耳规划并运用铜箔，有助于降低内阻、减少发热。轴向散热，底部面积较大，也可以前进散热性。系统集成之后，圆柱相关于方形或软包的散热性也更好。此外，一致性也比较好。

能量密度前进：电池容量更高，单体能量密度可以更高。一起，圆柱电池的系统集成度更高，乃至可以直接CTC，系统能量密度也可以大幅前进。

直接出产本钱降低：制造设备本钱比如型电池低40%以上，制造速度比相同容量的方型电池快2倍以上，五金件本钱比如型电池廉价20%以上，集成比较简略特别是外部连接器焊接比较简略。

4680电池，在电芯层面具有方形电池的技术特征，可以做到更高的电池容量和能量密度，一起根据大圆柱布景的无极耳规划及铜箔运用可以大幅前进电芯的散热性，而圆柱型外形结构的系统集成度更高，可以直接CTC，系统散热性也很好。这样的特征，对安全性更加灵敏的三元材料更有吸引力。

难怪特斯拉对4680电池如此喜欢。作为圆柱电池的拥趸，在满意系统集成度高的前提下，火急需求一款可以前进能量密度并满意三元材料安全性要求的电池，4680似乎是最优解。

制造方案完全立异，量产不易

4680电池看起来确实很美，尤其是三元4680关于中高档乘用车而言，更是好鞍配好马，这也是为什么特斯拉、宝马等都对4680情有独钟。

可是，4680电池现在的要害问题是制造，也就是怎样到达规模化量产功率。

曩昔一年，特斯拉把良品率从20%前进到靠近80%，这个进程也反映了4680电池的制造工艺几乎是从零起步。

4680大圆柱电池，作为完全立异的技术，工艺思路相似方形，物理结构是圆柱，制造工艺既不能根据现有方形，也不能根据现有小圆柱，需求整个工业从零做起，这就不难理解特斯拉2020年时的良品率只要20%。

那么，4680电池的制造难点到底在哪里？

4680大圆柱电池的出产工艺，完全不同于小圆柱电池，需求从头匹配出产设备，对焊接及密封可靠性的要求更高，对原材料及结构件的精度要求和光洁度要求更高，仅这几项要求对锂电出产而言都是庞大课题。

尽管都是圆柱，但从小圆柱到大圆柱，现已完全不在同一个技术层次，小圆柱的经历不可用，立异难度现已大幅前进，远高于从方形到刀片的立异力度。

量产功率，也直接抉择终究本钱。假如量产本钱太高，不论产品功能优势多出色，作为2B产品假如没有合理性价比都是白费。

概言之，4680电池具有方形电池的技术特征，可以做到更高的电池容量和能量密度，一起大圆柱结构可以做到更好的散热性，系统集成度也更高，安全性要求较高的三元材料较为喜欢，因而遭到特斯拉的喜欢。

4680电池首要是结构立异，难度远大于刀片电池的立异，对出产工艺及设备提出了更高的要求，而这对整个锂电工业都是新鲜课题，也就是说4680电池是完全立异，几乎从零做起。

新物种4680，作为新一轮锂电立异的代表，值得长时间盯梢调查，谁能在工艺、设备及良品率上有所突破，谁就能在中高档乘用车动力电池上占有一席之地。