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近日，4680電池又熱鬧起來。

去年9月，特斯拉電池日推出4680電池，一度引起騷動(dòng)，但此后沉寂，近期有報(bào)道稱良品率已從去年的20%提高到了接近80%，預(yù)計(jì)明年具備量產(chǎn)可行性。

無獨(dú)有偶，近日國內(nèi)鋰電企業(yè)億緯鋰能公告建設(shè)20GWh大圓柱電池生產(chǎn)線，據(jù)稱包括4680電池。一時(shí)激起產(chǎn)業(yè)圈及資本圈的新一輪熱情。

實(shí)際上，4680電池的量產(chǎn)并不容易，這是其本質(zhì)決定的。4680總體上是方形電池的工藝思路，但套用了圓柱電池的外形結(jié)構(gòu)。這樣復(fù)合的產(chǎn)品背景，優(yōu)點(diǎn)突出，難怪馬斯克頗為贊賞，但問題也不可避免。

讓我們看看這個(gè)新物種。

4680電池本質(zhì)是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

4680電池，本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

我們知道，鋰電池一般可以按照兩個(gè)維度來劃分：一是電池材料，比如三元、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、無鈷電池等，這是電化學(xué)課題；另一個(gè)是電池結(jié)構(gòu)，比如圓柱、方形、軟包、刀片，這個(gè)更像是物理課題。

4680電池，是圓柱電池從較小的1865到2170之后，進(jìn)一步做大的創(chuàng)新。1865的電池容量一般為2.6-3.5Ah，2170一般為4-5Ah，而4680可以做到20-30Ah，電池容量有了5倍左右的提升。

圓柱電池的大小型號較少，但方形電池基于結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，從小到大的型號則比較豐富，小方形可以50Ah，大方形可以到200Ah以上，市面上五花八門。

刀片電池，本質(zhì)上也是電池結(jié)構(gòu)從小到大的創(chuàng)新，比亞迪刀片電池為138.5Ah（磷酸鐵鋰），近期蜂巢能源推出的短刀片電池為184Ah（磷酸鐵鋰）。

電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，往往對工藝要求較高，甚至需要不同的生產(chǎn)設(shè)備。比如刀片電池因?yàn)檩^大，需要采用疊片的方式，而一般方形電池仍然可以采用卷繞的方式。

優(yōu)點(diǎn)突出，看起來很美

鋰電池作為生產(chǎn)資料，主要性能指標(biāo)包括安全性、能量密度、循環(huán)次數(shù)、成本等，有些跟電池材料有關(guān)，有些跟物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。

4680電池，既然是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，那這種結(jié)構(gòu)相對小圓柱、方形或軟包結(jié)構(gòu)，帶來的主要好處是：

散熱性及安全性：直徑增加，卷繞變長，采用無極耳設(shè)計(jì)并使用銅箔，有助于降低內(nèi)阻、減少發(fā)熱。軸向散熱，底部面積較大，也可以提高散熱性。系統(tǒng)集成之后，圓柱相對于方形或軟包的散熱性也更好。此外，一致性也比較好。

能量密度提升：電池容量更高，單體能量密度可以更高。同時(shí)，圓柱電池的系統(tǒng)集成度更高，甚至可以直接CTC，系統(tǒng)能量密度也可以大幅提高。

直接生產(chǎn)成本降低：制造設(shè)備成本比方型電池低40%以上，制造速度比相同容量的方型電池快2倍以上，五金件成本比方型電池便宜20%以上，集成比較簡單特別是外部連結(jié)器焊接比較簡單。

4680電池，在電芯層面具有方形電池的技術(shù)特點(diǎn)，可以做到更高的電池容量和能量密度，同時(shí)基于大圓柱背景的無極耳設(shè)計(jì)及銅箔使用可以大幅提高電芯的散熱性，而圓柱型外形結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)集成度更高，可以直接CTC，系統(tǒng)散熱性也很好。這樣的特點(diǎn)，對安全性更加敏感的三元材料更有吸引力。

難怪特斯拉對4680電池如此青睞。作為圓柱電池的擁躉，在滿足系統(tǒng)集成度高的前提下，迫切需要一款能夠提高能量密度并滿足三元材料安全性要求的電池，4680似乎是最優(yōu)解。

制造方案完全創(chuàng)新，量產(chǎn)不易

4680電池看起來確實(shí)很美，尤其是三元4680對于中高檔乘用車而言，更是好鞍配好馬，這也是為什么特斯拉、寶馬等都對4680情有獨(dú)鐘。

但是，4680電池目前的關(guān)鍵問題是制造，也就是如何達(dá)到規(guī)?；慨a(chǎn)效率。

過去一年，特斯拉把良品率從20%提升到接近80%，這個(gè)過程也反映了4680電池的制造工藝幾乎是從零起步。

4680大圓柱電池，作為完全創(chuàng)新的技術(shù)，工藝思路類似方形，物理結(jié)構(gòu)是圓柱，制造工藝既不能基于現(xiàn)有方形，也不能基于現(xiàn)有小圓柱，需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)從零做起，這就不難理解特斯拉2020年時(shí)的良品率只有20%。

那么，4680電池的制造難點(diǎn)到底在哪里？

4680大圓柱電池的生產(chǎn)工藝，完全不同于小圓柱電池，需要重新匹配生產(chǎn)設(shè)備，對焊接及密封可靠性的要求更高，對原材料及結(jié)構(gòu)件的精度要求和光潔度要求更高，僅這幾項(xiàng)要求對鋰電生產(chǎn)而言都是宏大課題。

雖然都是圓柱，但從小圓柱到大圓柱，已經(jīng)完全不在同一個(gè)技術(shù)層次，小圓柱的經(jīng)驗(yàn)不可用，創(chuàng)新難度已經(jīng)大幅提高，遠(yuǎn)高于從方形到刀片的創(chuàng)新力度。

量產(chǎn)效率，也直接決定最終成本。如果量產(chǎn)成本太高，不管產(chǎn)品性能優(yōu)勢多突出，作為2B產(chǎn)品如果沒有合理性價(jià)比都是徒勞。

概言之，4680電池具有方形電池的技術(shù)特點(diǎn)，可以做到更高的電池容量和能量密度，同時(shí)大圓柱結(jié)構(gòu)可以做到更好的散熱性，系統(tǒng)集成度也更高，安全性要求較高的三元材料頗為喜歡，因此受到特斯拉的青睞。

4680電池主要是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，難度遠(yuǎn)大于刀片電池的創(chuàng)新，對生產(chǎn)工藝及設(shè)備提出了更高的要求，而這對整個(gè)鋰電產(chǎn)業(yè)都是新鮮課題，也就是說4680電池是完全創(chuàng)新，幾乎從零做起。

新物種4680，作為新一輪鋰電創(chuàng)新的代表，值得長期跟蹤觀察，誰能在工藝、設(shè)備及良品率上有所突破，誰就能在中高檔乘用車動(dòng)力電池上占有一席之地。

原標(biāo)題：新物種4680電池：看起來很美，造出來不易