特斯拉4680電池開始量産 馬斯剋在這款電池上做瞭很多減法：特斯拉把4680電池像臘腸一樣吊起 馬斯剋在4680電池上減減減，他到底在賭什麼？ - 趣味新聞網

「核心提示」

特斯拉4680電池開始量産，馬斯剋在這款電池上做瞭很多減法：

取消極耳；放棄“烤箱”，跳過溶劑，直接塗層；電芯直接集成於底盤。

“減法原則”至上的馬斯剋，他的終極目標是什麼？他想通過4680電池實現什麼目的？

作者 | 悟能

編輯 | 李鑫

1、得州競技秀：4680像臘腸一樣懸掛

美國時間4月7日，約有15,000人觀看特斯拉賽博牛仔競技秀（Cyber Rodeo），這項慶祝活動在美國奧斯汀附近的得州超級工廠開幕。

活動中展示瞭不少新玩意，關注動力電池的觀眾，將眼光投嚮4680電池。

特斯拉把4680電池像臘腸一樣吊起，一組兩排69個電池，分12列懸掛，共828個電池，中間是散熱的水冷闆。

69條塗裝好的極片，兩頭固定，懸掛而下，反映齣電芯的製造效果。

4680電池結構，直接與整車結閤，電池被更強的鑄鋁結構化車體包圍，這樣與高壓鑄鋁下殼體整閤在一起。

被懸掛著的4680電池

4680電芯研發試製在福林濛特，生産在奧斯汀，而電芯4月份已經開始量産，産能在今年第二季度纔能放量。

特斯拉得州新工廠，采用直綫式組裝生産綫，所有工序都集中在狹長的廠房裏。

在電芯直裝底盤（Cell to chassis，CTC）時代，特斯拉整個工廠更高效，電芯工廠是拼圖的一塊。

從曝光的得州工廠布局看，比CTC更重要的是，特斯拉已經完全重構瞭傳統汽車製造流程。

得州工廠內部示意圖

傳統汽車是衝壓到焊接到塗裝，然後總裝的串行邏輯，而得州工廠基於前後鑄造和CTC電池係統，整車生産變為並行和模塊化拼裝環節。

這個改變帶來的不僅是生産節奏和成本降低，更是新能源汽車製造邏輯的革命：分模塊迭代，異平台融閤。

整個産業鏈上所有環節，都被納入馬斯剋重新思考的範圍。

在馬斯剋麵前，傳統隻是被改變的對象，就像4680電池齣誕生一樣，一切都是“第一性原理”的體現，都是“減法原則”的體現。

2、規模效應起來瞭，但品牌還沒起來

4680的名字，就是一個簡化版。

動力電池從形狀上分，主要有3類：圓柱、方形和軟包。其中，4680與18650和21700電池一樣，是圓柱電池。

18650和21700，18（毫米）和21（毫米）代錶電池直徑，65（毫米）和70（毫米）代錶高，最後那個0代錶圓柱。

4680也是按照這種方法命名的。46（毫米）是電池直徑，80（毫米）是高，0代錶的圓柱，被業內人士習慣性省略，因此簡稱4680。

明白瞭這一點，就知道4680比18650和21700個頭大。

單個18650電芯，體積是16541立方毫米；21700體積為24245立方毫米，4680體積為132960立方毫米。

因此，4680相當於8個18650大，相當於5.5個21700大。

杭州伯坦科技工程有限公司總工程師王鋒指齣，4680在圓柱類産品裏體積能量密度有優勢，但跟刀片等方形電池比，沒有優勢。

“方形可以把盒子全塞滿，而4680不行。”王鋒告訴《超源力》，“你拿4個圓杯子擠在一塊，你看一下中間的空隙，就明白瞭。”

王鋒告訴《超源力》，4680已經到瞭極限，“我估計馬斯剋不會再去擴大它的體積瞭，因為沒辦法擴大。”

雖然圓柱電池中，4680是個大個，但與方形電池相比，仍是小不點，具有常被忽視的優勢。

王鋒以瓷磚為例說明4680的體積優勢。

“跟貼地磚一樣，相比小磚，大磚貴又不方便。比如1米×1米的磚，貼起來非常麻煩，搬運貼都不方便，中間容易損壞，這都將增加成本。”

與方形刀片等電池相比，4680單體電池僅僅相當於一個刀片電池的百分之幾，安裝方便，損壞更換便宜，報廢率也會降低。

3、4680優化：扔掉極耳成瞭無極耳

4680電池結構，首先減少瞭極耳。

極耳是電池正極上麵突齣的部分，就是乾電池那個圓圓的點。這個地方是電池充放電時最容易過熱的地方。無法控製熱量，電池廠商無法做大電池。因為電池越大，一旦燃燒和爆炸，威力就更大。

既然極耳不聽話，那就扔掉它。

這就是馬斯剋告訴他的電池項目負責人德魯 巴格利諾的話。

4680的優勢在於采用瞭無極耳技術，或者叫全極耳技術。

無極耳4680

“相當於什麼呢？就像高速中間有個收費站，現在把收費站拆瞭，這樣車輛到哪裏都是雙嚮8車道瞭。”王鋒說。

無極耳技術，讓電子在電極間跑得更短瞭。

“刀片電池中，一米長塗布繞捲，電子實際跑的距離要更長。電子在4680中隻要跑80毫米。”王鋒解釋稱，4680是工藝突破，並非材料突破。而極耳沒辦法解決，永遠存在，特斯拉就是把極耳變成瞭一大片而已，叫全極耳。

沒有極耳或者全極耳後，4680電池怎樣工作呢？

電子的流動就好比一群人過橋，極耳就相當於橋，當所有人都從一座橋通過時，橋要承受極大的載荷，載荷可以理解為電阻産生的熱量。

無極耳設計相當於把橋拆瞭，橋下也填平瞭，人群走到另一邊，和正常走路沒有兩樣。

通俗點說，就是由點對點傳輸變成瞭麵對麵傳輸，電子傳導麵積變大，傳輸效率變高，避免瞭極耳過電位的産生，降低熱量聚集。

極耳自身也有電阻，去掉極耳，相當於解決瞭一部分發熱源。

正是由於4680電池的發熱量可控，又能提高充電電流，提高充電效率，特斯拉纔能放手做大電池。

整體而言，無極耳優點是：電子移動路徑縮短5%-20%，內阻減小5-20倍，顯著降低電子偏移和過電位現象的産生，提升瞭電池壽命。導電塗層和電池殼體的接觸麵積達到100%，分散瞭發熱區域。

無極耳後電子的工作原理

但是，這也是4680量産化産綫的難點。

“就跟兩張紙一樣，既要摺迴去，負極還不能夠短路。”王鋒指齣，雙極耳變成無極耳，技術上是一個創新點，它可能通過一種膠水或者通過焊接把它粘起來。“一圈一圈摺迴來，要保證電池的密封性，還不能短路，這就是它的工藝難度。”

而江淮汽車研發中心工程師王鑫認為，4680的無極耳確實難搞，工藝水平要求較高。國內一般的電池廠傢還不一定能拿得下來，包括激光焊接等比較麻煩。

4、4680工序：放棄烤箱跳過溶劑直接塗層

減法，遠不止極耳。

通常，製造電池需要從大量電極粉末開始，將它們與水或溶劑混閤以形成大量漿料，然後將其塗在金屬箔上以形成電極。所以，電極必須在巨大的烘箱中乾燥，然後去除溶劑。

馬斯剋的電池項目得力乾將德魯・巴格利諾直接宣布：公司將放棄烤箱，跳過溶劑步驟……直接從乾混到塗層。

4680電池上述辦法，實際上承襲瞭乾電極技術。

特斯拉為此做瞭準備。

早在2019年，特斯拉就收購瞭全球領先的電池技術公司Maxwell，並將其開發的乾電極技術用在4680上。

特斯拉的4680電池，很像乾電池。

杭州伯坦科技工程有限公司總工程師王鋒認為，特斯拉4680，沿襲的就是乾電池思路，就是在追求標準化。

“乾電池經曆100多年發展，實現瞭電池標準化，差彆隻在塗布材料不一樣而已。”王鋒指齣，4680最大優勢是標準化生産，因為量産纔可控製成品不良率。

所以，無論提高電芯容量，還是采用無極耳技術，4680初衷仍是解決電池規模化生産的問題。王鋒告訴《超源力》，4680核心問題是製程工藝簡單，目標就是跟5號乾電池一樣生産使用。

4680的電極材料厚度從55微米增至60微米，這樣增加電極的活躍度，能量密度提升5%，延長瞭電池循環壽命。

省瞭溶劑，4680的製作成本更低。

5、4680上車：電芯直接集成在底盤上

4680上車，又減少瞭傳統的電池組環節，直接集成於底盤。

電動汽車常用的電池包，都是由多個模組組成，每個模組裏又由單體電池組閤而成。

懸掛起來的4680電池模塊

比如，Model3的電池包由2大2小共計四個模組串聯組成，大模組25個串聯電池模塊，小模組23個串聯電池模塊，每個串聯電池模塊由46節21700單體電池並聯組成，四組共計4416節單體電池。

整個電池係統總重約474公斤，其中電池重約312公斤，上殼體、電池管理器及其他附件共重約53公斤，下殼體、結構件、冷卻管路以及綫纜重約62公斤。4個電池模組總麵積約為2.7平方米，能量密度為170Wh/kg。

Model 3 上的21700電池包

4680電池組取消瞭模組設計，將電池和底盤直接集成。該集成技術就是CTC（Cell to Chassis，電芯集成整車車體）。

王鋒指齣，電池技術涉及製成工藝和成本，先變形到模組，然後再到無模組技術（CTP，Cell to Pack）。

CTC技術與CTP原理相似，本質上都是減少電池組的零部件提升電池集成效率，減輕電池組重量，提升能量密度，增加續航裏程。

使用CTC技術的4680電池組，直接將960(40X24)個單體電池排列，能量密度為215Wh/kg。

4680電池組麵積約為2.57平方米，比21700電池組麵積少瞭5%。整個電池係統總重約438kg，冷卻係統與電池共重348kg，電池管理器、上下殼體及綫纜經過優化共重約90kg。4680電池組的重量比Model 3的電池組要輕。

兩相比較，4680電池組容量增加15%，輕鬆擁有100kwh的電池容量。

4680 CTC重新定義瞭電池布局，整閤瞭三電係統，節省370個零部件，車身減重10%，每韆瓦時電池成本降低7%。

特斯拉最早專利技術是無焊接成組，這一點非常像乾電池，往裏麵一卡即可使用。

“做Pack成組，還需要技術，4680如果一卡即用，還講個屁的技術？還要啥自行車？塞進去不就行瞭嗎？刀片能做到這一點嗎？做不到。”王鋒說。

4680因此減少瞭單輛整車所用的電池數。

一輛整車使用的單體電池，從4416節降到960個。這個減少，直接的好處就是：4680比此前的電池一緻性更好。

一般而言，電池充電和放電都有截止電壓，電池組要在充電截止電壓或放電截止電壓中工作，一旦有電池突然顯示充滿或突然無電狀態，電池組的電池管理係統就會調整，這就是一緻性調整。

21700電池組的4416節電池一緻性更好調整，還是4680電池的960節更好調整？答案顯而易見。

6、馬斯剋4680減法：終極目標奔著標準和售後

這些減法做完後，馬斯剋把4680稱之為“結構性電池”。

馬斯剋減法做瞭這麼多，到底為什麼？

“他把事情理解地比較透徹：隻有標準化纔能大規模生産，如果電池壞瞭，係統檢測後更換壞掉的4680電池，是不是成本更低？”王鋒說，刀片電池電芯一壞，就要更換一大條，更換模組成本更高。

王鋒認為，實際上，馬斯剋的所有減法，都是奔著終極問題而去：為瞭售後。

“饅頭和麵包有啥區彆？沒區彆，都為瞭填飽肚子。”王鋒說，中國車輛質保期較長，企業最核心的問題是：你賣齣去啥，你都得售後。

“你不能說8年過瞭，這車壞瞭就修不瞭。”王鋒指齣，即使電池廠不復存在，因産品實現標準化，汽車廠傢也不用擔心售後維修。

馬斯剋要做一個全世界的標準産品，而且這個標準産品要經過長時間的市場檢驗並獲得認可。

一位不願具名的電池專傢告訴《超源力》，動力電池發展30餘年，國內企業非要乾一個跟彆人不一樣的東西：當時為瞭油改電，車廠要求電池廠開發瞭各種奇奇怪怪的電池，可是這種電池並不能達到廣義上的通用。

王鋒也認為，特斯拉選擇圓柱電池，至少有30多年的工藝技術支撐，較為成熟，“不是鬍亂創新”。

關鍵是，電池量産必須達到一定的良品率。

最新消息是，特斯拉得州工廠4680良品率已達90%，奧斯汀工廠良品率有時甚至達到93%。

一位不願具名的電池專傢告訴《超源力》，圓柱電池良品率達到90%，比較容易實現。

馬斯剋為何沒有選擇固態電池作為突破口？

據王鋒介紹，在工業品中，尤其是在汽車領域，需要非常成熟的闆塊，纔能去試。一般情況下，車企是不會去試錯的。

最新的日本情報顯示，日本固態電池已經具備量産化能力，但製程比較復雜，在汽車上大規模使用，需要一個過程，短期內做不到。

“日本固態電池技術基本實現穩定，但誰敢把它放到車上去大規模用？”王鋒說，“一齣問題就要召迴，這成本是多少？誰受得瞭？”

因此，他認為，固態電池技術，有和成熟，是兩碼事。

“在這樣的情況下，4680原有材料體係更穩定，風險性更小。”王鋒指齣，“馬斯剋用最低成本，解決瞭最難解決的問題。”

7、五步工序法：馬氏最看重消減流程

其實，馬斯剋一直在做減法。

馬斯剋曾在帶人參觀他的火箭工廠時，反復強調：減少工序。

在參觀星艦基地時，馬斯剋說，雖然經常有人問我設計瞭什麼樣的火箭發動機，但發動機的基本設計在前蘇聯時代已經完成。

接下來，馬斯剋把製造工序分成5個階段：

首先是對主要事項給齣定義，第2是削減流程，第3是優化，第4是持續提高速度，最後是應對量産的自動化。

馬斯剋說，增加也許可能需要的東西，這種做法不好。他強調排在第2的削減流程的重要性。

據馬斯剋透露，在開發可重復利用的火箭時，不少人建議瞭很多功能，但結果大多數都是沒用的。

馬斯剋直言，如果缺少瞭真正需要的東西，之後可以追加，但如果隻是追加而不做修改，那就意味著整個工序沒有充分削減，一定存在多餘。

特斯拉在減少原則上，就有現存的失敗案例。

特斯拉曾給純電汽車的電池盒上部安裝瞭玻璃縴維的襯墊，投入瞭大量資金實現工序自動化。

馬斯剋此後詢問技術人員：為什麼需要這一襯墊？

電池安全性負責人迴答：用於防止噪聲和振動。

而噪聲和振動負責人卻立即迴答：用於防止火災。

兩個部門，給齣的理由不同。

馬斯剋要求測試，得到的結論是：不需要這一襯墊。

這就是沒有堅持減法原則，導緻太多的浪費。

迴顧特斯拉 19 年曆史，馬斯剋入住已有18年，他一直在用下麵的套路推進減法原則：

1）先設定一個不可能的跨越目標

2）內部分歧不斷，各種失敗謠言頻傳

3）團隊瘋狂努力

4）接近目標

5）實現顛覆

在電動汽車上，馬斯剋仍用瞭這個套路。

它設定的目標是：電池成本降低一半以上，造齣25000美元的電動汽車。

他的團隊，正按照這個路徑，奔嚮他設定的目標。

8、技術遇阻時：馬斯剋也會說軟話

減法原則，挑戰大，難度高，經常遇阻。

比如，4680采用的塗層過程，是將材料直接塗在金屬箔片上。

已經塗層好的極片

該塗層必須是光滑、均勻的。為瞭做到這點，塗層箔在被稱為“壓延”過程中，被巨大的輥子擠壓。

馬斯剋曾說，漿料通過滾筒，像披薩麵團一樣被壓扁，但非常堅硬。

馬斯剋的比喻很貼切，因為壓延是電池生産中常規部分，就像擀披薩麵團一樣。但對於 4680，壓延起初並不起作用。

電極變大變厚時，電芯麵積增大，缺陷率隨之增加，而當陰極較厚時，必須施加更大的壓力，纔能使金屬顆粒變得平整光滑。

4680采用的是鎳錳鈷或鎳鈷鋁材料，當電池被壓延時，將麵臨一個破碎顆粒的戰場。

麵對睏難，馬斯剋說，壓延過程中，壓光輥凹陷，他和他的團隊，“沒有預料到這一點”。

巴格利諾認為，這不是科學問題，這是一個工程問題。這不是是否問題，這是什麼時候的問題。

麵對難題，馬斯剋並不是100%有信心。

“我們有一個非結構電池組和 2170 的備用計劃，”馬斯剋話留餘地，“我們不想過分強調乾陰極，也許是成本改進的 10% 或 15% 或類似的東西。”

馬斯剋補充說：“10% 仍然是不容小覷的，特彆是每年生産數百GWh電池。”

最新公開的信息顯示，特斯拉上述問題可能已經解決。

數據顯示，特斯拉已經生産超過100萬個4680電芯。不過，這些量遠遠不夠裝機需求，因為100萬個4680電芯裝載Model Y，也隻能下綫1041台車。

去掉産量外，4680電池，仍需要“拋開廣告看療效”。

王鑫分析稱，4680電池並不是顛覆性的産品。從車企角度，特斯拉跟其他車企競爭，需要一個競爭武器。其次，特斯拉自産電池，在市場上起到引領作用，其他電池廠傢不想在技術路綫上落伍，不想被特斯拉拋棄，選擇跟進押寶。

王鑫認為，相比4680電池，特斯拉真正的賣點是它的智能化，這個對整個行業的思路將是顛覆性的。

馬斯剋從踏入造車領域起，就發誓要造“很酷的車”。

造很酷的車，途中並不順利。

據傳記作傢希金斯迴憶，當初，特斯拉的車，門關不上，窗戶也壞瞭，上下車時發齣可怕的尖叫聲。汽車數據公司JD Power 2106年還宣布：特斯拉是奢侈品牌中最差的，也是整個行業中最差的。

希金斯當時曾斷言：馬斯剋本人在賭博，且“這是一個世紀的賭注”。

但隨著Model3、ModelS、ModelY等上市後，銷售數據在嚮馬斯剋傾斜。

至少目前，馬斯剋半程已經賭贏瞭。