2020年9月22日,马斯克在特斯拉电池日上发布了第三代4680电芯,采用了无极耳、新型硅材料、无钴技术。4680在电池容量、能量、续航里程、功率和成本方面均进行优化提升。4680电池命名方式前两位代表直径,46mm;后两位代表高度,80mm。[url=]#4680电池#[/url]
特斯拉4680电池性能图:
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极耳是从电池正负极集流体中引出了的金属导电体,与电池壳体(圆柱/方形)或者与外部模组结构件(软包)进行连接,电流必须流经极耳才能与电池外部连接。
传统电池只有两个极耳,分别连接正极与负极,而4680电池实现了全极耳(直接从正极/负极上剪出极耳),把整个集流体都变成极耳,导电路径不再依赖极耳,电流从沿极耳到集流盘横向传输变为集流体纵向传输,整个导电长度由1860或者2170铜箔长度的800-1000mm变成了80mm。从而大大缩短了极耳间距,进而大幅提升了电池功率。
特斯拉4680电池整体结构:
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资料来源:特斯拉无极耳专利

第一代圆柱电芯18650是个标准品,2170作为特斯拉的第二代电芯,能量比第一代1865提升了50%;
第三代圆柱电芯4680的容量更大,4680相比2170的能量提升5倍、续航里程提升16%、功率提升6倍、在电池组层面每千瓦时成本降低14%。
其可用性在很多领域都可以推进,有可能成为标准化产品,目前国外的松下、LG、SDI和SK以及国内亿纬锂能、比克电池等都在4680电芯方面有所布局。
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无极耳技术简化了电池生产过程中的绕制和涂料流程,提高导电面积,从而降低电芯内阻,提高电流。
在2021年10月特斯拉柏林工厂开放日的讲话中,马斯克表示德国的电芯工厂预计在2022年年底前实现量产,在此之前,电池将很有可能由中国上海的特斯拉超级工厂供应。
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大圆柱加速落地,将刺激高镍电池需求高增。预计2021年全球高镍电池需求104gwh,同比增长75%,2022年高镍电池需求163gwh,同增54%,21-25年CAGR 55%,2025年全球高镍电池需求可超600gwh。

来源:乐晴智库