特斯拉4680的美梦与现实超充场景才是大年夜圆柱的未来

从2020年9月22日，特斯拉在电池日上关于4680大圆柱的几张PPT开始，2023年10月干法正极才进入C样，今年Q2财报会议，提到开始量产双干法4680的，且少量装车搭载CYBERTRUCK这款特斯拉最贵车型。

特斯拉4680生产不顺，良率不高、效率上不去、本钱下不来，自己做比买还贵！
整整五年过去了，马斯克也终于领教了电化学工程的难度。

笔者今年以来遍访锂电池家当一线专家，探求特斯拉4680迟迟难产的秘密。
直到见到云山动力董事长袁定凯，这位从业23年的锂电老兵帮我解开了心中谜团。
马斯克可能点错科技树了，4680大圆柱电池真正的运用处景是超充，走功率型电池路线，而不是能量型技能路线，追求能量密度。

4680五大优点与特斯拉的美梦

大家最熟习的圆柱锂电池型号是18650，最初被利用于消费电子产品中，随后扩展至电动工具。
在特斯拉发展初期，由于市情上没有专为电动汽车生产的电池，也不得不采取该型号电池作为动力源。

在乘用车领域，在体积、安全、续驶里程等多维度约束下，18650显然小了，后来21700轻微好一点，还是太小了。
比如一款装75KWh的纯电动汽车大约须要7000个18650电池，纵然是21700电池也须要4400个。
随着电动汽车的遍及，须要更加适宜车用的电芯，将电芯做大是大略粗暴高效的做法。

一，圆柱大型化可以提高成组效率，填补小圆柱电池成组效率低的不敷。
目前行业内主流圆柱形电池(18650/21700)的模组成组效率约为87%，系统成组约为65%；而方形电池则分别为89%和70%，相较之下圆柱电池成组效率明显较低。
但是在圆柱电池直径变大后，差距有所缩小。
动力电池支架板和集流片的孔径变大，相应重量减轻，此外，动力电池包中电芯数量的减少可以减少构造件用量，在提高电池能量密度的同时提高成组效率。

二，从安全角度来说，大圆柱电芯搭配全极耳技能，可以显著办理散热问题，有效提高了安全性。
由于大圆柱电子流利路径缩短，电池发热量有望明显低落。
同时全极耳设计增大了极耳端面的散热面积，增强电池的热稳定性；能有效提升倍率性能：全极耳设计降落电池内阻，提高电子流动速率，提高快充性能；大圆柱成组打仗面是线性打仗，碰着单一电芯涌现热失落控问题时，对其他电芯的蔓延也很慢；其余圆柱电池中间可以做蛇形管散热，而方形电池呢，只能在底部散热，以是方形的散热面积小，圆柱的散热面历年夜，理论上可以做到零热失落控。

三，从标准化角度出发，大圆柱对电池企业更友好，反正是标准化产品，降本提效生产出标准品来就好了，怎么利用，怎么组合是运用真个事了，只是对BMS掌握等有些哀求，这对大部分传统车企是障碍，但对特斯拉等造车新势力来讲是上风。
由于标准化程度高，4680电池可作为一种“构造电池”，灵巧利用于各车型的CTC设计，还可通过一体化压铸协同降落制造本钱，实现“极限”制造。
其余大圆柱电池的设计制造乃至于回收都可以做到标准化，并且它在全生命周期里面构造稳定，电池之间零应力。
圆柱电池在利用开始到结束的时候一如既往没有变革。

四，价格更便宜，圆柱电池尺寸从21700升级到4680，电芯体积增加448%，而表面积仅增加180%，这表明随着圆柱电池直径的增大，构造件质量占电池包总重量的比例低落，大圆柱电池的电池能量密度将有所提升，从而降落电池单Wh生产本钱。
从21700圆柱电池升级到46800大圆柱可以降落14%的单位生产本钱。

五，由于大量圆柱电芯组成粘接紧密的蜂窝状构造后，可以供应精良的总体刚度，同时还有充足的电量，以是这种构型将会是高档纯电动轿车的首选。
同时如果整车电池组利用小圆柱的话，由于数量多，掌握繁芜，对车企的BMS技能哀求较高，大圆柱路线可降落BMS掌握难度，同样75KWh的车，一个7000个，一个只需950个，当然越少越好掌握了。

可见，4680大圆柱路线是完备利好特斯拉的，也难怪马斯克对此情有独钟，从2019年开始，五年来特斯拉为该项目年投入了超30亿美元(合200多亿公民币)是特斯拉罕见的巨资项目。
马斯克原操持通过4680电池的研发与运用，节制家当链主导权后，再通过专利授权办法，在世界各国授权制造，复制一个电池界的“适口可乐”模式，实现完美的盈利微笑曲线。

很显然，目前这个美梦没有实现。
特斯拉4680大圆柱电池的生产过程，面临包括良品率、工艺繁芜性和供应链整合等问题，影响了电池产量和制造本钱。

超充场景下，电池须要具备高功率充放电能力

按照技能采取生命周期理论剖析，新能源汽车已经连续超过2.5%的创新者、13.5%的早期利用者两个阶段以及去世亡之井，进入新的早期大众阶段(34%)。
这个阶段的人群只关心需求，不关心技能。
以是，相对付现有产品，新技能必须有明显上风，并被反复验证是稳定可靠的，他们才会购买。
到了这个阶段，也就进入了新能源汽车的攻坚克难阶段，交通电动化、智能化趋势都看明了，也体验到了。

根据《中国高压快充家当发展报告(2023-2025)》，充电慢、充电不便是消费者选择购买纯电动汽车的紧张顾虑。
里程焦虑是个伪命题，补能焦虑才是真问题，插电式混动与增程式车型销量猛增从侧面印证这种焦虑真实存在。
这几年，每逢五一、国庆等重大节假日，高速公路做事区的充电区域都排长龙。
目前安装置套的直流快充桩功率普遍低于60KW，且数量不多，导致每台车的充电韶光都在一小时以上，无法知足用户快速补能需求。

为了提高充电效率，缩短充电韶光，行业提出了超充来办理充电慢的痛点，可以实现10分钟从10%充到80%，能够快速补能，像加油那么快的超充就成为喷鼻香饽饽。
特斯拉、华为、蔚来汽车、空想汽车、极氪汽车等公司，都正在加速构建800V超快充网络。
颇受关注的是，宝马和梅赛德斯-奔驰也操持以50：50的股比在中国成立合伙公司培植运营超级充电网络。
除了车企，超充赛道还吸引了中石油、中石化、国家电网等跨界者入局。
今年以来各主流车企的旗舰、次旗舰车型大多已经升级至800V高压电气架构。

800V高压平台有助于大幅提高充电功率，缩短充电韶光，在一辆车同等装车电量下，比400V平台单个电芯的容量低落了一倍多，而且随着超充网络培植越来越完善，单辆电动汽车装电量还可以再低一些。
这样就对电芯的充放电倍率提出了更高哀求，电芯性能特色从能量型转向功率型。

4680大圆柱全极耳电池因设计特点，在快充乃至超充这个运用处景上有明显上风，但目前特斯拉主导的4680系列大圆柱工艺，因汇流盘与极柱连接面积限定，快充性能未完备开释，电芯性能做不到真正的功率型，基本可以判断这条工艺路线上是存在严重毛病的。

云山动力创始团队在行业老兵袁定凯带领下，对电化学机理与市场运用处景有着深刻理解，凭借在锂电池领域的深厚技能积累和家当化履历，创造了特斯拉4680的不敷，及时对46系列大圆柱电池技能、工艺、装备进行改进调度，办理了特斯拉4680虽然体历年夜了，容量大了，但高压快充能力依然欠缺的问题。
拥有60余项干系专利，是海内大圆柱电池专利体系最完全的企业之一。

云山动力最新研发的46系列大圆柱超充电池，可以实现工况下6C充放电，极限情境下10C充放电，可实现10分钟充电且温升掌握在20摄氏度以内。
公司开拓的超低温电池可在低温-20℃下充电，-35℃下放电，以其独特的电池设计和工艺端大幅改造，实现了能量密度、快充性能、安全性、生产良率及本钱的极限平衡，引领电池技能向更高效、更安全、更经济的方向发展。

云山动力把4680从能量型电池带上高低温都可以适应的功率型电池领域，完美匹配高压快充乃至超充，运用处景不仅仅限于乘用车，商用车、特种车、叉车、乃至基站电源等领域。
可以少装电池、高频运营。

末了

在本文脱稿之际，又传来特斯拉4680采取了干法电极，特斯拉4680又走到了终极一跃的前夜！

笔者与云山动力董事长袁定凯以及很多行业同仁，都亲自经历了中国新能源汽车换道赛车的过程。

在这个天下上，无论是中国的还是外国的，我们都应等量齐观。
无论我们来自哪个国家，特斯拉也好，云山动力也好，都是在为加速天下向可持续能源的转变，为人类可持续发展做出应有的贡献。

祝愿他们都能把4680大圆柱电池做成功！

(本文作者顾国洪，《电车商业研究》主理人，高校做家当研究的实战派专家，中国汽车工程学会汽车经济发展分会副主任委员。
)