4680電池離量產還有距離。特斯拉引以為傲的4680電池，量產遇到大問題！連諾貝爾獎得主也確認。外媒路透社近日在采訪12位電池專傢後獲悉，因為電芯生產中的“幹式塗佈”工藝遲遲無法投入大規模量產，特斯拉的4680電芯自今年投產後一直都處於小批量生產階段，進而隻有少量特斯拉的車型能夠搭載4680電池進行交付。
作者 | 地途
並且因為產量太小，4680電池原本應該發揮的大幅降低電池成本的作用也被打個對折。
憑借無極耳、矽基負極等多個新設計，4680電池在2020年發佈時用一系列強勁的性能指標吸引全球的密切關註。特斯拉方面聲稱，在配合CTC技術後，能夠讓電動汽車的續航提升54%，且電池成本還能大幅下降。
猛一聽這簡直就是電動車界的爆炸性技術突破，是明日之星。
但等近2年之後，搭載4680電池的Model Y在美國已經交付用戶，大傢發現這些車型的續航不僅沒有提升反而還下降，甚至現在連量產問題都還沒解決……
那麼4680電池在生產中到底遇到哪些問題？它到底采用哪些技術創新，又能給特斯拉帶來哪些提升呢？路透社通過與12位解特斯拉4680電池技術的專傢進行溝通後，回答這些關鍵問題。
本文福利：特斯拉4680電池擴產遇困，動力電池仍迎來大發展。分享報告《2022全球新能源汽車動力電池發展研究》，對話框回復【車東西0410】下載報告。
01．
幹式塗佈技術難突破 4680電池量產受阻
2020年9月，特斯拉在電池日活動上正式發佈引起全球關註的4680電池（電芯），並在今年於正式投產，安裝在特斯拉美國得州工廠生產的Model Y車型上。
該電池實現量產的一個關鍵是幹式塗佈工藝（dry-coating）。但專傢們卻透露特斯拉在推進這一工藝量產中卻遇到不少挑戰。
鋰離子電池的共同發明人、2019年諾貝爾獎得主之一Stan Whittingham向外媒表示，“我認為他（馬斯克）終將解決這個問題，但不會像他計劃得那樣快，因為該工藝仍需要一些時間來測試。”
在使用傳統濕法工藝塗抹電極時，電池生產商將材料與有毒的黏合劑溶劑混合。一旦完成塗層，電極就會在大型烘箱中幹燥，在此過程中蒸發的有毒溶劑會被回收、處理和循環利用，而這些都增加成本。
幹式塗佈工藝則不同，在這項技術中，電極使用不同的黏合劑進行塗抹，幾乎不使用液體，因此它們不需要被幹燥。這意味著它更便宜、更快，對環境的破壞也更小。
特斯拉方面曾表示，該工藝幫助特斯拉將成本減少三分之一，並將工廠的占地面積和能源消耗削減到濕法工藝的十分之一。
理論上看，該工藝確實很香，但現實卻相當骨感。
2019年，特斯拉通過出售股票，以2.35億美元收購Maxwell公司。後者為其超級電容器研發出幹電極技術和幹式塗佈工藝。
據解，Maxwell的幹電極技術和幹式塗佈工藝不僅可以讓電動汽車的續航能力得到提升，而且該項技術還可以大幅簡化制造工藝，制造成本可以減少10至20個百分點，還能讓電池能量密度至少提升20至30個百分點。
但電動汽車使用的動力電池因為更大和更薄，所以難以用幹式塗佈工藝在保證質量的情況下進行大規模量產。
“他們可以進行小批量生產，但一旦加大產量就會遇到非常多的問題，太多。”一位接近特斯拉的專傢這樣向路透社評論道。
專傢表示，因為產量太小，所以該工藝原本應該帶來的節約成本的效果根本無法實現。
電池專傢們分析稱，目前搭載4680電池的Model Y的成本也隻能下降2000~3000美元（約合人民幣13956元至20934元）。這個數字隻相當於特斯拉在4680電池發佈會上公佈的一半。
並且節省的這兩千多美元，主要還是因為電池更大才能實現的。
特斯拉原來需要使用4400個2170電芯為Model Y供電，即工人需要焊接17600個點（每個電池有4個焊點），才能組裝好一個電池組。
如果是4680電芯僅需830個，每個電芯隻有兩個焊接點，焊點也減少到1660個，成本顯著降低。而且更簡單的設計還意味著連接器和其他部件更少，這使得特斯拉能夠進一步節省勞動力成本和機器時間。
而如果幹式塗佈工藝能夠規模量產，則能讓Model Y所搭載的4680電池組的成本減少5000~5500美元（約合人民幣38379元）成本的一半）——比2170電池要減少一半。
而早在今年2月份，外媒autoevolution就援引一位博主的消息報道稱，特斯拉加州工廠的4680電芯良品率仍然很低，而這可能會影響電池的質量。
當時博主放出的文件圖片顯示，當天有14臺機器在運行，4680電芯綜合良品率達92%。其中一臺機器因為需要用來培訓得州工廠的員工，所以所產電芯的不良率達到82%。
生產數據還顯示，當天工廠隻生產大約6250個電芯。而一輛Model Y大約需要830個電芯，這就意味著當時工廠的產能大約隻能滿足7輛Model Y的生產。
而在8月份的特斯拉股東會上，馬斯克仍宣佈將在2022年底將大規模量產4680電池。但從專傢的分析來看，這一目標顯然難以實現。
02．
4680版Model Y續航無驚喜 主要是降本
今年4月，據外媒Drive Tesla Canada報道，特斯拉向其員工發送一封郵件，郵件內容顯示美國得州生產的標準續航版Model Y的起售價格為5.999萬美元（約合38.1萬元人民幣）。
需要註意的是，郵件裡提到的得州工廠生產的Model Y正是特斯拉首款搭載4680電池的車型。曝光的信息顯示，新車為雙電機版本，EPA續航為279英裡（約為449公裡），0~60英裡（約為96.5公裡）/時的加速時間為5.0秒，最高速度可以達到217km/h。
名為Spoken Reviews的YouTube博主還買一輛4680版Model Y並對其進行評測。
經過測試，博主推測，在平均車速為75英裡/小時（約121公裡/小時）的條件下，得州產的Model Y全驅版實測滿電續航可以達到230英裡（約370公裡）。
而通過對中美歐特斯拉入門版Model Y的關鍵參數對比可以發現，4680版Model Y的續航和加速並沒有明顯的亮點，與傳統2170電池並無很大差異。
特斯拉官方解釋說，用4680電池以後Model Y全驅版性能下降是為讓更多的人開上特斯拉Model Y。不過網友並不買賬，認為特斯拉是為不影響其他版本Model Y的銷售，同時還想降低成本，既要面子，又要裡子。
03．
2020年發佈4680電池 看起來很不錯
有意思的是，在2020年9月的特斯拉電池日活動上，馬斯克對4680電池信心滿滿，計劃在今年實現量產。
當時，馬斯克稱4680電芯的單體能量提升5倍，輸出功率提升6倍。再配合著CTC（電芯直接裝入底盤）技術，新電芯整體能讓電動車的續航提升54%。
按照這個數據，也就是說能讓Model 3長續航版的NEDC續航從668公裡升至1000公裡以上。
為達到這個目標，特斯拉從電芯的結構和材料上，都進行革新——采用更大的外形（直徑46mm，高度80mm）、內部取消極耳、用矽基材料替代碳基負極，並進一步降低正極鈷元素的含量。
特斯拉要做的，並不僅僅是提升電池的性能。上述改進結構、優化材料和裝配工藝的做法，同時還降低電池的成本。
再加上優化礦物開采和提煉流程、用自動化設備改進電芯制造工藝、開發電池回收技術等，特斯拉還將電池的度電成本（即每度電的價格）降低56%。
當然，當時這個新電芯看似很美好，但其實裡面部分技術還處於研究階段，比如矽基負極目前還是一個行業難題。所以特斯拉這次公佈的技術，離量產還有距離。
而在這次電池日上，馬斯克也著重講到幹電極技術的生產。
生產時需先對電極進行濕法處理，然後再將其引入到幹電極技術，具體流程是將粉末狀的材料壓成膜，然後進行幹電極塗層，這一加工過程的工藝也比較復雜，當時特斯拉還未實現量產。但好處是采用這一技術後，電池生產操作難度也降低10倍。
當時馬斯克也聊4680電芯的裝配，他表示，就像飛機的結構燃料箱位於機翼中一樣，特斯拉的電芯也將直接裝入底盤，成為車輛底盤的一部分（即CTC技術）。
這個技術首先是要用先進的一體沖壓技術來做出車身，然後再將電芯裝入車輛中部。特斯拉表示，這種裝配工藝在保持容量不變的情況下，能夠省掉370個車身零部件，減輕10%的車身重量，同時還電池更接近車身中心，能夠更好平衡車身，提升穩定性。
馬斯克還在電池日前在推特上表示，預計要到2022年才能量產新一代電芯，並且這個電芯將主要用於Semi卡車、火星皮卡和新一代的Roadster跑車。當時，他並未透露新電芯將用於Model Y，或許他當時就對新電芯的產能比較擔心。
04．
電池企業都在跟進 國內玩傢領先一步
據解，松下、LG和三星等電池供應商的4680電池產線正在逐步鋪開，國內的電池廠商也在該賽道提前佈局，唯恐落於人後。
今年2月，據外媒CleanTechnica報道，松下正在翻新工廠設備，將要試生產4680電池。松下當時還表示4680電池若能交付，將首向特斯拉供應。不過，或許要到明年，松下才能量產4680電池，目前相關產線正在建設中。
今年6月，LG也宣佈將投資5800億韓元（約合38億元人民幣）建設4680電池生產線，但是投產的時間也在明年。
當外媒的目光隻聚集在海外電池巨頭身上時，他們往往會忽略一個事實，那就是中國早有企業拿出4680電池實物。
而國內最早拿出4680電池中國企業恐怕要數比克電池。2021年3月19日，中國國際電池技術展覽會（CIBF 2021）在深圳開幕，比克電池攜帶多種規格的電池實物參展，其中就包括4680電池。
比克電池副總裁李丹在接受采訪時透露，4系列（直徑46mm電芯產品）目前主要是定制產品，客戶可以與比克電池進行聯合開發、制定電池的具體參數，而非定制化的量產版本大約會在2022年年底面世。
在2021上海車展上，億緯鋰能也將自傢的4680電池帶上展臺。
億緯鋰能基礎材料與技術研究室主任冀亞娟在接受采訪時表示，億緯鋰能佈局的是46800和46950兩個大圓柱電池。公司在2023年後會逐步將大圓柱電池進行市場推廣，預計2023時年產能達到20GWh，2024年達到40GWh。
同樣帶著4680電池展品登陸上海車展的還有力神電池。不過車東西沒能找到更多關於力神4680電池的信息，隻是找到其他媒體在現場拍到的照片。
不管怎麼說，目前已經有三傢中國企業帶著4680電池成品參加大型展會。而且，未來可能還會有更多企業加入進來。
05．
結語：新技術發佈容易量產難
回想2020年的特斯拉電池日，可謂是萬眾矚目。馬斯克拿出4680電芯，憑借其他玩傢都沒有的新技術，獲得各種掌聲。並且PPT上醒目的數字無一不在提醒觀眾這個新電池非常厲害，具備革命性的意義。
但一眨眼2年過去，搭載4680電池的車型在性能上並沒有給人驚喜，大傢似乎逐漸忘這個電池的存在，而特斯拉則在默默地解決量產難題，難免讓人唏噓。
看到眼下這種態勢，其實很明顯能想到一個結論，那就是任何新技術都是發佈容易量產難。