马斯克的4680电池野心：电动汽车+储能，让特斯拉成为电池之王

　　特斯拉最初表示，内华达州新建的100GWh的4680电池产能将支持生产200万辆电动汽车，但后来将这一数值更正为150万辆。新的数值意味着平均每辆车的电池容量将为67KWh。

　　特斯拉此前曾表示，目前内华达州工厂的电池年产能为35GWh，能够支持每年生产50万辆电动汽车。这意味着目前平均每辆电动汽车的电池容量为70 KWh。

　　相对于普通电动乘用车，特斯拉semi半挂电动卡车和cyber电动卡车需要的电池容量都更大，为何平均每辆车的电池容量还会减少？

　　autoevolution网站推测，这似乎证实了特斯拉将推出更小的大众乘用车。每辆车的电池容量约为45 KWh，甚至更低。autoevolution网站认为，随着电池包效率的提高和紧凑型汽车重量的降低，容量较小的电池仍然可以提供足够的续航里程。

　　此外，内华达州新电池生产设施的位置也颇有战略性，它位于电池回收公司红木材料的电池回收设施附近。去年7月，红木材料表示计划斥资35亿美元在内华达州西北部建立一家电池材料工厂，生产锂离子电池正负极。

　　不仅如此，电池所需要的关键的原材料锂矿也离新厂址不远。据了解，内华达州拥有美国唯一一个在产的锂矿。而就在此前的1月16日，美国能源部表示，将为内华达州的Rhyolite Ridge锂矿项目建设提供高达7亿美元的贷款。

　　2020年，特斯拉在其电池日隆重推出了4680大圆柱形锂离子电池，与2170圆柱电池相比，电池尺寸更大，采用无极耳技术，单体容量更高，并能有效降低电池的生产成本。

　　如果说三年前的4680电池是为了更便宜、续航里程更长的电动汽车而诞生，那么如今它还将肩负起另外的使命——在特斯拉的Megapacks和Powerwall等储能产品中使用。

　　近日，马斯克在回答一位投资者提问时表示:“我们的长期目标，是在特斯拉内部生产超过1000GWh的电池。”

　　“需要明确的是，我们将继续使用其他电池供应商，只是，锂离子电池的需求是近乎无限的，而且将持续相当长一段时间。我们要更快地扩大规模。”马斯克还透露，“我们已经有了一个惊人的计划，可以使4680电池具有低成本和高能量密度。”

　　按照正极化学材料的不同，当前锂离子电池有磷酸铁锂和镍钴锰三元锂两条主流技术路线。磷酸铁锂电池的安全性更高，能量密度偏低，成本低，最适合储能；三元电池的能量密度更高，但稳定性和耐用性也较差，通常用来满足电动汽车的长续航要求。目前，特斯拉生产的4680电池使用的是高镍三元正极材料。

　　从2021年开始，特斯拉的储能产品Megapacks所使用的电池转用了磷酸铁锂材料。因此，过渡到4680大圆柱形电池，考虑到材料的性能和更有利的成本，将极有可能采用磷酸铁锂材料。

　　在马斯克看来，全球可再生能源存储的需求正在飙升。他曾预计特斯拉Megapack储能业务未来的增长将超过汽车生产业务。而在各种电池形状中，圆柱形磷酸铁锂电池的制造成本最低，寿命最长。

　　以4680电池的无极耳技术为例，在以往，极耳是动力电池的最基本构造之一，是电芯内正负极集流体与首尾盖板连接的必要部件。而无极耳设计彻底省略了极耳这个部件，通过正负极集流体与盖板／壳体的直连，成倍增大了电流在传导时的面积，同时也在一定程度上缩短了电流传导的距离。

　　这种设计，通过优化电池结构件，不但简化了电池的生产工艺，降低了生产成本，同时也在一定程度上降低了电池内阻，电池发热显著降低，提高充放电峰值功率。但正如同所有最新技术一样，4680电池省略了极耳构造，却多了集流体黏附工艺，构成了生产的新挑战。

　　不仅如此，据autoevolution网站最新透露，4680电池最初承诺使用的、能够大幅度提高生产效率的电池电极干法涂布技术，至今也还没有成功实现。

　　“对4680电池团队而言，2023年的目标可能是为cyber电动卡车推出一款具有成本效益的电池。”马斯克说，“重点是提高零部件的质量，并尽可能地提高电池产量。如果实现了这些关键目标，我们将为2024年的‘4680’年做好准备。”