
马斯克来圆饼了。
2020年,特斯拉电池日上,马斯克画了一张叫“4680电池”的大饼,说是这玩意能极大提升续航,还能让成本下降一半,绝对是个狠货。
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结果,4680是出来了,也装了一些车,但只能算是个半成品,并没能达到他当初吹的那么便宜又好用的地步。
直到2026年,这张大饼貌似终于要圆上了。
前些天,老马发了个推文,说困扰4680量产多年的干法电极工艺有了重大突破,4680的“完全体”要来了。
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刷到这条消息的时候,脖子哥真是一愣一愣的。
因为就在一个多月前,韩国电池材料厂商L&F宣布一条消息是,他们和特斯拉签署的高镍正极材料长期供应合同,金额被削减了99%以上,项目几乎凉凉。
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而这家供应商正是给4680供货的,所以大伙儿一度以为4680彻底黄了。
结果这一下,特斯拉来了个180度大反转,4680又要起死复生了。。。要不说老马是画饼仙人呢,这6年前吹过的牛逼,他还真要给你圆回来。
如果这次真的能成,可以说不光是特斯拉开创了新技术,整个电池行业都有了一个大突破。
为啥这么说?这就要从4680电池的生产工艺聊聊了。
特斯拉一直是用圆柱电池,从最开始的18650(直径18mm高度65mm),到现在的主力2170(直径21mm高度70mm),体积不算大,也就比常见的5号电池大一丢丢。
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到了4680(直径46mm高度80mm),一下胖了好几圈,变成了大圆柱。理论上,更大的圆柱结构,能提高电池中的能量物质占比,也就能提升电池的能量密度。
马斯克发布4680的时候,就宣称这个电池的能量密度能达到300Wh/kg,超过市面上主流的三元锂电池。
当然,要实现这个目标,不是光把电池结构做大就可以,还得搭上一堆新技术,比如全新的材料配方、全极耳设计、干法电极等等。
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其中最难搞的,就是这个干法电极。
锂电池制造也诞生了有30来年,行业里做电极一直是湿法工艺。
这一步的核心是涂布,它有点像是在抹奶油,是把电池的正负极材料和粘合剂、液态溶剂混合在一起,然后非常均匀地涂在很薄的金属箔片上。
这一步工艺要求极高,涂抹厚度一般只有30微米。
涂抹完后,这个加工好的片片,要再送到烤箱里烘烤十几个小时,把溶剂和水分蒸干。
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涂抹本身就费时费力,还要做到高精度,后面的烘烤环节也需要足够时间。所以这一步,不管是设备投入,还是时间成本,在整个电池制造环节里都是占比不低的。
因此,马斯克就从他的第一性原理出发,本来电池材料就是干的,混合了液体材料后还要再烘干,那为啥不干脆直接用干的材料混合呢?
这就是他说的干法电极工艺。
干法电极把液态粘合剂改为干性粘合剂,直接混合,也不用烘烤,一步到位。所以理论上,干法制造中间省了一大部分环节,生产速度更快,成本还能降低20%。
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看到降本二字,老马怎么能忍住不干呢?
但问题是,正负极材料本来就是干粉状的东西,附着力弱,你再用加干的物质,想粘合在一起,还要涂抹在箔片上,并且要非常均匀,这是很难很难的。
试想一下,给你一把干面粉,不加水,直接用擀面杖擀成一张像纸一样薄的面皮,还要特别均匀、不能掉渣,能做到吗?
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所以干法电极在实验室可行,但放到实际生产中,产品良率一直上不去。
根据晚点的报道,业内估计,4680电池的生产良率要超过95%才能实现商用,但在22年底,特斯拉只能做到92%。
所以特斯拉只能让步,先在负极上干法,更难的正极还是老老实实用传统的湿法,而且这电池只敢装在Cybertruck上,最走量的Model Y是碰都不碰。
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直到这次的突破。
那特斯拉是如何做到的呢?他们在上个月披露的一份专利文件有提到。
内容很长,我大致总结一下是,特斯拉发现可以用一种直径10微米以上活性材料颗粒,和一种多孔碳材料混在一起,再添加干性粘合剂,最终就可以混合成坚固的薄膜。
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按照原来的计划,4680搞定大规模量产后,就会推广到特斯拉的其他车型上。所以如果老马你这次没骗我们的话,Model 3/Y用上4680应该不远了。
不过从咱消费者角度看,它会对车子性能有多大提升,现在并不好说。它也很难影响到大家的购车决策,毕竟买3/Y的人大概也不是参数党,不然就去看国产车了。。。
6年前,特斯拉发布4680的时候,它颇有一种要成为下一代电池行业标准的感觉。
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但因为难产、性能未及预期等原因,大圆柱电池并没有成为主流。
目前,国内车企绝大多数都是在用方壳电池。宝马是为数不多要切到大圆柱路线的,但也没跟特斯拉走,而是采用4695和46120这两种更长的方案。
宁德时代的老大曾毓群甚至还说过,4680方案难以成功。
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圆柱和方形到底孰优孰劣,这个确实很难吵明白。但特斯拉推崇的干法电极这一工艺,在行业上还有蛮有意义的。
因为它不光能用在液态锂电池,在固态电池上也能派上用场。包括宁德时代在内的这些电池厂,这些年一直也在琢磨着。
就看这一次,特斯拉能不能再推动一次电池革命了。
撰文:白日梦
编辑:面线 & 脖子右拧
美编:素描
图片、资料来源:
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晚点,4680 的艰难诞生,只有特斯拉才敢这样造电池
36氪,韩国L&F与特斯拉签订的电池材料供货协议金额下调至7386美元
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