2022-02-15 09:17作者：柳志鹏编辑：王雨
随着汽车工业向新能源方向转变，我们的生活以及各地产业形势发生了巨大变化，不仅中国如此，全世界各大车企均在寻求新的能源方式，并希望在电池的供给问题上不被“卡”脖子。其实，说白了，汽车新能源战争，就是电池战争！
2021年各大品牌发布消息，向外界宣布将与某电池企业开展合作，吉利参与电池制造与研发，丰田与松下成立合资公司，本田与SES签署合作协议，PSA与Saft成立合资公司，长安与比亚迪开展合作，大众与博世成立合资公司等等，表明新一轮电池战争已经开启。
但问题是，特斯拉与松下的4680电池，又向前跨了一步！
4680？革命？
松下4680同样为圆柱形高镍三元电池，与特斯拉此前使用的2170和1865原理相同。从名称上理解，4680电池的直径为46mm，长度为80mm，2170和1865同理。
松下4680的优势在于，单体电芯容量为9000mAh，并且由于4680电池采用了无极耳（或者称之为全极耳）设计，成本、容量、性能和散热更优，这也是为什么马斯克称新电池能够便宜56%，峰值性能提升4倍，续航里程增加16%。
4680本质上依然为圆柱卷绕电芯，整体结构与2170和1865是一致的，可以将其简单的理解为“卷纸”类电芯，电芯外部的金属和内部隔膜中间的部分，则是常见的三元/LFP/石墨等成分用于储存电能。而在体积部分，如果说2170和1865电芯与我们日常生活中常见的7号电池和5号电池相近，那么4680就是比1号电池还要大一圈的“胖子电池”！
此外，不少网友在网络讨论时还是挺激动的，称4680算是当前车用级电池的新革命。其实，无论从结构还是材料，4680只能算是圆柱形高镍三元电芯的改良升级版，并且连制造材料都没有太多变化，只要提升超长软包卷绕材料的良品率，加之轻度改进生产线，4680的生产和制造不会太难。
并且，类似的技术在方形电芯上早有使用，早在10年前就有国内电芯企业拿到了全极耳的设计专利，国轩高科也有类似的技术，与松下4680电芯无极耳设计相似。
松下4680之所以能在此时成功，最重要的原因是因为契机，特斯拉有需求，而松下正是其合作伙伴，特斯拉愿意为4680电芯装车提供便利，4680电芯项目才能成功落地。所以，关于网友们高谈阔论的4680算是当前电池产业的新革命，这句话水分太高了。
接着，换一个思路，马斯克称4680电池的续航里程提升16%，差不多意味着电池组的能量密度响应提高到了16%左右，虽然不够准确，大致意思相近。但比亚迪的刀片电池，通过改变电芯内部材料的堆叠方式，电池组的体积能量密度提升了50%，还是以磷酸铁锂为主要材料，这么一比是不是觉得4680电芯并没有网友们“鼓吹”的那么神！
综合性能更优？
马斯克在发布会上称，4680的能量提升5倍，从此前的认知来讲，在材料不变的情况下，提升5倍能量密度，这几乎是不可能的。但4680的的优势就在于，相较于以往的2170、1865等电芯，体积上有了巨大的增加，在单体容量内能够储存更多的能量，与单纯的在电池组内增加电池数量道理相同。
虽然4680整体材料和结构未变，但由于采用了无极耳设计，取消了传统的极耳结构，将作为集流体的铜箔延展出来作为极耳，这也是为什么4680的无极耳设计，也可以称之为全极耳的原因。
无极耳带来的好处也显而易见，此前需要单独焊接极耳，用于电能流经，如今取消极耳设计，将电芯整个侧面当做极耳，电能传送更加顺畅，传送路径缩短，减少内阻，降低极耳处的电流密度和发热量，（全极耳）也就能够承受更大的电流。也正是因为极耳尺寸更大，散热更加均匀，间接提升了4680电芯的充放电性能。
做个跟简单的例子，我们驾驶车辆在高速上行驶，此时无论是双向6车道，还是双向8车道，所有车辆行驶在各自的道路上，道路自然顺畅无比。但当通过隧道时，由于建设隧道难度复杂，且工程量巨大，少数隧道内部仅为双向4车道设计，所有车辆途径此处时，自然要放缓车速，并安全变道至通行车道，出现拥堵也就不用奇怪了。
4680的无极耳或者说全极耳设计，厉害之处便是增加隧道内车道，保持隧道内道路与隧道外道路相同，电流通过时效率高且快，发热和性能自然更加优秀。
而在容量上，则更好理解，由于单体电芯尺寸更大，内部存储的容量自然也就更大。4680单体电芯容量为9000mAh，此前的2170则仅有5000mAh能量的提升自然更加明显。以特斯拉畅销Model 3举例，目前M3 P使用的2170电芯，装满整个电池组需要4416枚，电池容量在78.3kWh左右。这4千多枚电芯密密麻麻的装入电池组内，电芯体积小导致空隙更小，且每个电芯装配需要的时间和材料也就更多。
相比之下，装满M3 P的电池组则仅需960枚4680电芯，换算一下总容量可以达到130kWh，提升75%。此外由于4680单体电芯体积更大，封装材料数量减少，用于包装电芯外壳成本减少，重量也会随之降低。同时，电芯体积大带来的另一个好处是，电芯之间空隙变大，更容易布置散热装置。无极耳设计使得充放电和峰值性能出众，发热均匀且热量更容易被疏散，电池组效率更高，性能衰减也会更慢。
在电池控制系统的管理上，成本也会随之降低。继续以Model 3P为例，4千多枚2170电芯需要封装为“Bank”和“brick”，多枚电芯会封装为一个“brick”，多个“brick”由一个“Bank”控制，每个“Bank”需要装入自己的控制模块，这些微型计算器都是成本。若采用4680电芯则更加简单，由于电芯体积和容量大，电芯数量减少，只需要一个控制模块即可统一管理，控制更加简单高效。
从这些数据来看，4680相较于2170和1865的升级改良版，各项数据确实比较优秀。同时，与比亚迪的刀片电池相比，高镍三元4680确实在能量密度、充放电效率、冬季续航表现上，优于磷酸铁锂。就目前而言，4680的综合优势还是比较优秀的。
从材料成本上来看，随着高镍三元的装机量逐步提升，采购和制造工艺进一步精进，磷酸铁锂的低价优势在未来的几年中也会被逐渐抹平。但从未来发展方向来看，这两种电池都会被市场青睐。磷酸铁锂在民用终端凭借高性价比备受青睐，高镍三元/四元则会继续在高端汽车市场中发挥优势。
