最近请教了一位家当链的朋友关于4680大圆柱电池的信息，我节选了一些我认为最有代价的内容，并且根据我的理解做一些重新阐述。

图1 松下从1865、2170和4680的迭代

Part 1 4680带来的能量提升

某厂家4680电芯规格（目前估算为0.65元每瓦时，该当比21700低一些）

石墨+高镍：26Ah，能量密度283wh/kg

硅碳+高镍：30Ah，能量密度300wh/kg

与之做比拟的是，松下早期的NCA的能量密度是254.8 Wh/kg，LG的811电芯的能量密度是248Wh/kg。

图2 特斯拉的4680和21700的差异在点电量差异比较大

21700：4个模组，4400多个电池，能量密度170wh/kg

46800：无模组，960个电池，能量密度215wh/kg

在特斯拉的传统方案中，21700一样平常有4个模组，两个大模组，两个小模组， 21700电池重量大概是312公斤，利用4400多个电池。

4680是900多个电池一起排列，没有模组，构造件重量只有12公斤。
4680有336公斤，由于它是960个电池。
4680大概只有90公斤，由于它在BMS上有一些优化。
电池包的重量，21700是474公斤，4680大概只有438公斤旁边。
21700pack是170wh/kg，4680是215wh/kg。

备注：这个数据是从特斯拉来的，实际我们都也没见过，实在高得离谱，我个人以为已经超过我的想象。

按照调研的结果，这个海内版本的4680电芯，正极材料采取811三元高镍体系，负极是人造石墨（随着开拓的进一步发展，可能会向硅负极转化）。

电芯事情电压为2.8V-4.2V，设计的快充韶光是20分钟充电至80%，单个电芯重量约为355克，1/3 C循环寿命可以做到1500度循环（80%容量保持率）。

在这样的设计参数下，基于CTC的4680电池包可以做到95个千瓦时，对应21700是82千瓦时，电池原谅量提高了15%旁边。

目前在制造4680电芯过程中，碰着的问题紧张是工艺的匹配和自动扮装备的匹配。
4680比较较于21700的制造工艺存在差异，举例来说：

在制造中，电芯企业须要和设备厂家针对这些细节做相对应工艺的优化，才能实现把良率提高到可以接管的范围内。

对付特斯拉来说，随着4680的推广，将来在海内须要有两三家代工厂来实现更大的产能。
从韶光进度来看，海内的龙头企业也投入了一些资源在开拓4680并且后面投入产线，估量在2022年年底或者2023年上半年SOP，国外圆柱龙头可能在2022年出量产产品。

Part 2 一些工艺的谈论

从调研来看，全极耳有两种实现的办法：

1）先切割后卷绕：通过打算，在卷绕之前就切成很多份，卷绕时切开的部分便是一条直线，然后再焊接。
按照这种工艺，良率可以实现60%+

2）先激光模切后卷绕：卷绕后再对留白铜箔激光模切，对精度哀求很高。
如果两层铜箔之间有缝隙，激光能量比较大，会造身分歧铜箔之间的间隙不一样，还有可能切到材料。
造成内阻不一样。
在这种工艺下，良率可以提升到70%+

图3 工艺的实现办法

从材料来看，

正极：811体系高镍正极和原来没有太大变革

负极：采取硅氧基更得当，硅碳的体积膨胀比硅氧大很多，从目前来看不屈安

隔膜：双面陶瓷和一壁陶瓷一壁PVDF，利用硅负极后可能有一壁用陶瓷，一壁在陶瓷的根本上涂一层1μm的PVDF。
这是为了抑制硅负极的膨胀，PVDF可以保留离子的传输通道,同时提高极片上负极粉的稳定性，防止脱落，增加循环。

电解液：利用硅负极添加的电解液会比高镍多6%。

集流体：箔材方面，正极没有太大变革。

碳纳米管：正极导电剂以碳管为主，紧张用多壁碳管和SP来进行合营；用量在1%旁边，811体系对碳管纯度哀求高，如果存在金属杂质的话，在利用过程中会有金属析出，影响材料性能。

粘接剂：石墨体系利用CMC和SBR，换成硅极后可能利用改进的SBR，CMC加得少一些，在SBR上加一些羧基的官能团，这样和硅可以形成一些化学键，能够稳定充放电过程中的体积变革。
其余一种方案是利用PA聚丙烯酸（还不成熟）。

小结：我以为挺有用的，供各位参考。

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