馬斯克吹了三年的「鋰電之光」4680，至今能量密度竟然還不如普通電池？

之前表示要給特斯拉生產4680 電池的日本廠商松下表示，將推遲供給特斯拉的 4680 大圓柱形鋰離子電池的量產時間。原計畫是今年 4 月，但為了提高電池的性能，可能會延期到明年 4 月。

4680 電池是甚麼？

乍看雖然有些難懂，但這四個數字代表的其實是圓柱形電池的尺寸。前兩個是直徑，後兩個是高度。所以 4680 電池就是一種長 80 毫米、直徑 46 毫米的圓柱形電池。

目前在大部分電車上使用的則是 2170 電池，看體型要比 4680 小得多。

把這些電池排在一起，再用外殼一封，就成了電車上的動力電池包。

4680 這個尺寸，是特斯拉在三年前的電池日上發佈的。根據馬斯克當時的說法，這種電池渾身上下就都是優點。

相比 2170 電池， 4680 電池的能量是它們五倍，放電功率更是提升到了六倍。用上了 4680 的電車，續航里程能夠提升 13% 。

當然，這電池不只有紙面資料看著厲害，還是有些實打實的技術創新的。

比如這個叫無極耳或是全極耳的設計，就能大幅減少動力電池的發熱。

傳統電池里，會有兩張卷在一起的薄膜，每張薄膜在末端都會引出一個小條當做電池的正負極，這就是極耳。

因此，電流就需要經過整個薄膜，再從這兩個極耳輸出。

這麼長的傳輸路徑在小電池上還好，要是放到 4680 這樣的大電池上，光是薄膜長度就是 2170 的好幾倍，很容易造成發熱甚至是過熱。

所以，特斯拉的做法是把每張薄膜的邊緣都做成這樣的鋸齒狀，薄膜捲起來以後，再把這些鋸齒折成一個平面，這樣整個平面就成了電池的正負極。

因為沒有極耳結構，又稱無極耳或是全極耳設計。

用上無極耳設計後，電池里的電流也就只用流動一個電池的高度了，路徑大幅縮短，發熱自然也大幅減小。

 

馬斯克更是表示，有了新結構、新技術的 4680 電池，單體能量密度將超過300 Wh/kg ，比 2170 提升近一半。

更重要的是，光是性能高，還很實惠。

根據馬斯克的計算， 4680 這個尺寸在圓柱電池里性價比是最高的。不僅對續航有明顯提升，而且因為體積大，電池包里需要的電芯數量更少，所以綜合下來成本可以減少 16% 。

要是以後成規模了，成本更可以降低一半。

再加上可能會用上矽材料陽極、無鈷高鎳陰極這些極其科幻的新材料和新工藝，當時的 4680 電池還真是給電車產業帶來了不小震撼。

媒體也一度將它捧上神壇，甚至有論調稱其是固態電池落地以前鋰電池唯一的希望。

但是當用上 4680 電池的特斯拉 Model Y 走下生產線後，這個美好的理想卻碎了一地。

五月份，一個名為 Troy Teslike 的媒體根據特斯拉量產版 4680 電池的重量、體積和能耗，算出它的單體能量密度竟然還比常見的 2170 電池低了 13% 。

而他的計算過程其實也沒有多複雜，都是根據公開的資料進行簡單的計算。比如這份 EPA 也就是美國環境保護署給用上了 4680 電池的 Model Y 做的續航測試里，就有 4680 電池的實際可用電量。

再結合先前有外媒對 Model Y 進行了拆解，測出過 4680 電池包內電芯的重量，兩者的比值其實就是 4680 電池的單體能量密度。

從資料中能看出來， 4680 電池的單體能量密度僅有 229Wh/ kg ，不僅遠低於馬斯克當時宣傳的 300 Wh/kg ，甚至還低於用了好幾年的 2710 電池的 262 Wh/kg 。

不僅如此，馬斯克當時在電池日上表示會用上的無鈷正極以及全矽負極， 4680 也都沒有用上。說是相比 2170 的能量增加到了五倍，到頭來其實也就是電池的體積變成了五倍。

而用上了 4680 電池的 Model Y 價格雖然是比 2170 電池版本便宜了一些，但續航也是不升反降。和當時說的降價還提升續航，差距蠻大。

不過客觀角度來說，即使特斯拉的 4680 失敗了，我們也不能完全否定這個設計的先進性。

畢竟用無極耳設計降低電池內阻減小發熱、用無鈷正極增加能量密度、通過增加電芯數量降低總體成本等思路，都是切實可行的。包括寧德時代和比亞迪，其實也都已經在研究 4680 或者類似規格、採用類似技術的電池。

只能說現階段，想把 4680 做到理想的狀態難度還是比較大的。就比如無極耳的工藝，對銲接技術就提出了很高的要求。那麼多密密麻麻的鋸齒需要在折平以後精確的焊在一起，難度確實不小。