清研科普 | 特斯拉的4680电池是什么概念？

小编近期对特斯拉2020年提出的4680电池起了兴趣，迫不及待找到研究院的专家了解4680电池的相关知识。专家微微一笑，给小编讲解起来：

4680电池是以尺寸命名：直径46mm、高度80mm的圆柱体。

这种命名方法，沿袭自它的前辈：1865（或18650）与2170（或21700）圆柱电池。

三者摆在一起的话，就会发现体积相差还是挺大的[1]：

电池性能对比 [1]

那么，为什么要变大呢？1个大包子，一定比8个小包子更香吗？

特斯拉研究过这个问题，画了两个曲线： 圆柱电芯越大，制造成本越低、最大续航越长（对应的是电池包能量密度）。

但随着半径增大，改进的幅度越来越小，续航甚至还有损失。所以特斯拉就选了一个它认为不错的折中：直径46mm、高度80mm，也就是4680电池。

电池制造成本及续航里程 vs. 电池外直径

所以，特斯拉的圆柱电池历史简单明了。 早期笔记本使用的18650电池太小，但没有选择，只好在电池管理系统上多下功夫，赶紧用上再说；后来有点实力了，想着多少改进点吧，就成了21700电池。如果特斯拉崛起了，有人有钱有市场，自然要追求最好的了，也就是4680电池。

4680电池个头变大了，全身上下要改的地方不少，这就是创新。有一张图概括得不错，分享给大家[2]：

4680大圆柱电池创新点拆解分析

其中，特别值得拿出来一讲的就是所谓的「无极耳」（又称「全极耳」）技术。对电池稍有了解的消费者，只知道正极、负极、电解液、隔膜，极耳又是什么啊？

锂电池是由一层又一层的正极、负极、隔膜组成的，它们以此来扩大充电、放电反应的面积。如此大面积的充放电反应过程后，需要把这些电流给收集起来、伸到电芯外面，与外电路的正负极连接起来 —— 这就是极耳。

1梯2户的楼型很好了，那变成1梯16户，想想也扛不住嘛！圆柱电芯大了，电流就会大，极耳同样有点扛不住。创新的方法就是弄一个「集流盖」，整个盖子就是一个大极耳。如此一来，整个盖子全是极耳，因此称为「全极耳」；猛一看又找不到极耳，所以也称为「无极耳」。

请注意的是，研发与制造4680电池的不止特斯拉一家，只不过特斯拉名声最响。国内外还有很多电池厂在做[2]：

4680大圆柱电池企业布局与进展 [2]

参考:

[1] 中国锂电行业发展. 德勤观察2.0“电池风云”. 2022.4

[2] 2021年中国4680动力电池技术追踪报告. 头豹 杨潇. 2021.12