聚光燈持續掃射着智能電動車産業，難免留有 " 盲區 "，它可能很快就到來，但未被發覺，可能長久未變，但依然主導規則，我們稱之爲 " 未來之見 "" 未知之見 "，這就是我們 "PowerOn 未見 " 欄目的由來，緻力于呈現汽車産業的關鍵 " 盲區 "。
采訪｜韓永昌、李勤
文｜韓永昌
編輯｜李勤
新能源車企和成本最高的零部件——動力電池之間，從未停息過權力博弈。雙方公司可能花費多達半年時間談下新的商務條款，也可能在談判桌上互抛法務資源，而創始人們的短信裏會毫不客氣地圍繞 " 降價 "" 減供 " 等籌碼來回交鋒。
改變棋局的機會很少。例如，在甯德時代長期占據統治地位的三元方形電池領域，4680 大圓柱産品是爲數不多的機會。
2020 年 9 月，特斯拉 CEO 馬斯克宣布：我們将生産一種更爲先進的圓柱電池，電池單體能量密度提升 5 倍，成本降低 14%，而搭載該電池的電動汽車續航裏程提高 16%。
他同時給出了一幅宏大的産能版圖：在 2022 年 4680 産能達到 100GWh，2030 年達到 3TWh。100GWh 是什麽概念？如果這個規劃實現，特斯拉在 2022 年銷售的 130 多萬輛汽車将無需從外部采購一顆電池。而甯德時代就會失去第一大乘用車客戶。
這種市場格局重塑的誘惑，沒人抵得住，特斯拉發布 4680 之後，LG 化學、松下、億緯锂能、遠景動力、蜂巢能源等國内外電池廠都跟進推出這一産品。" 沒有電池公司不做 4680。" 就連新造車公司蔚來，也在 2022 年加入自制 4680 大圓柱電池陣列，規劃年産能高達 40GWh。
但時至今日，對甯德時代的颠覆都已流于暢想。蔚來推遲了自制電池量産，特斯拉幾經輾轉，去年 10 月在德州工廠量産 4680 電池，官宣累計生産 1000 萬隻。若按每輛車 1000 個電芯用量計算，這些電芯隻夠 1 萬輛車使用，特斯拉不到三天就可以賣完。
雪上加霜的是，5 月初，松下宣布将特斯拉 4680 電池量産時間推遲至 2024 年，另一家供應商 LG 也沒有透露具體量産時間，隻表明計劃在今年年底之前新建一條 4680 電池産線。
顯然，不管是特斯拉還是一衆電池廠，都在 4680 電池上折了戟。特斯拉依然從甯德時代源源不斷地采購電池，蔚來也需要保證後者 80% 的供貨量。
4680 大圓柱電池發生了什麽？它的黃金時代還能到來嗎？
滿足車企的 " 既要又要 "
作爲動力電池出貨量最大的企業，甯德時代在業内素有 " 甯王 " 之稱。這家公司以方形硬殼電池見長，也不斷拓展着方形産品的能力邊界。
連續兩代 CTP（電芯到電池包）技術大幅提升了系統能量密度，去年推出的麒麟電池又采用大面積水冷技術，将能量密度拉升到 255kg/Wh 的同時，兼顧了超快充能力。今年上半年的裝機數據顯示，甯德時代國内動力電池裝機量爲 66.03GWh，牢牢占據市場份額超過 43%。
但圓柱電池是方形之外更早的一個電池 " 流派 "，其能量密度上限更高，設計也更加靈活，适合大規模生産。2008 年，特斯拉就已将松下的 18650 小圓柱電池裝上車，随後雙方又合作開發了 21700 電池。如今爲了更低的成本與更高的能量密度，又升級至 46800 電池。
46800 電池是一種底部直徑爲 46 毫米，高度爲 80 毫米的圓柱電池，命名方式與 18650、21700 相同，最後一個 "0" 代表圓柱，可以省略。4680 比傳統的 18650 足足大了兩圈，又被業界稱爲大圓柱電池。
大圓柱電池在底部直徑上獲得了統一，而爲适應汽車的底盤設計，高度會有少量調整，例如高爲 95mm 的 4695 大圓柱電池等。
馬斯克對大圓柱電池寄予厚望，曾表示特斯拉未來所有的電動車型都将使用 4680 大圓柱電池。行業也爲之跟随。2021 年開始，LG、松下、億緯锂能、遠景動力等陸續發布了與大圓柱電池相關的産能規劃與量産時間。
部分企業 46 系大圓柱電池量産時間及客戶
GGII 數據顯示，截至 2023 年 4 月，全球大圓柱電池産能規劃合計已超過 350GWh。而 2022 年全年國内動力電池裝車不過 294.6GWh。
大圓柱電池之所以受到熱捧，核心原因就是它的能力禀賦迎合車企的 " 既要又要 "：既能滿足高能量密度，又能兼顧低成本。
能量密度的提升主要來自于矽負極的使用。矽負極的理論克容量是傳統石墨負極的 10 倍，但矽負極在充放電過程中體積會發生膨脹，讓電池變形，膨脹率是石墨的 25 倍。
圓柱電池的結構天生抗壓，内部結構也比方殼和軟包更加均勻，如同一個可樂罐，可以在矽負極發生膨脹時向多個方向分散壓力，因此更适合矽負極。再搭配高鎳正極材料，大圓柱電池的能量密度天花闆更高。
馬斯克曾表示，特斯拉的 4680 電池單體能量密度可以達到 300Wh/kg，國軒高科稱其 46 系列圓柱電芯能量密度已達到 310Wh/kg，今年年初，億緯锂能将這一數值拉高到 350Wh/kg。
在提高能量密度的同時，大圓柱電池也戳中了車企的降本心思。
圓柱電池的使用曆史悠久，電芯一緻性較好，生産效率的上限也更高。業内圓柱電池的頂尖生産水平可以達到 300PPM（電池産能單位），也就是每分鍾産出 300 個圓柱電芯。方形電池容量更大但生産效率受限，業内普遍在 20 - 30 PPM，就算比亞迪最新的産線，産能設計上限也隻有 60PPM。
一輛特斯拉 model Y 需要 4400 顆左右的 2170 電芯，或者是 800-900 顆 4680 電芯。
有電池從業者分析道，"4680 的産線如果能做到 2170 産線一樣的 PPM，那麽一條線的産能可以抵 2170 五條線。" 這是極大的生産效率提升。
" 甯王 " 的盲區
直到 2022 年，比亞迪才憑借垂直整合策略，用銷量帶動自家的刀片鐵锂電池出貨，威脅到甯王。
但在三元電池領域，甯德時代依舊盤踞着超 60% 的份額。不論是市場還是專利，其他電池公司都難有突圍之力。
據 PowerOn 了解，大量的二線電池公司，包括中創新航、塔菲爾、蜂巢能源、瑞浦蘭鈞等在内，都收到過甯德時代的專利侵權律師函。也就是說，想要在三元方形電池上與甯王競争，将面臨重重雷區。
而相比于對三元方形電池的恐怖統治力，甯德時代 " 不太擅長大圓柱 " 是行業半公開的秘密。
早期特斯拉進入中國建廠時，急需 21700 圓柱電池的供應商，其鎖定的目标對象是 LG 化學而非甯德時代，于此就可見一斑。
特斯拉發布 4680 大圓柱産品後，引發行業追随，甯德時代也出于市場需求，向寶馬推薦過圓柱電池方案 " 金箍棒 "，但至今已無進展。如今行業裏建成大圓柱電池量産線的公司，也是億緯锂能等，尚不包括甯德時代。
當然，就連甯德時代自身投入在第三代 CTP 技術麒麟電池的資源和熱情，也遠超大圓柱電池。麒麟電池發布之際，甯德時代便公開表示 " 在相同的化學體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量比 4680 大圓柱形電池系統可以提升 13%"。
更有接近合作的人士向 36 氪透露，雖然甯德時代宣布拿到了寶馬的大圓柱電池定點項目，但并未放棄說服對方采用自家的麒麟電池。
甯王無暇着力的大圓柱路線，是其他電池公司換道超車的機會。多家電池廠高管都向 36 氪表示，可見的三元電池的标準産品就是大圓柱，而磷酸鐵锂方案則爲短刀片。
以刀片電池稱譽市場的比亞迪，也在布局大圓柱電池，設備招标已經開始。有知情人士告訴 36 氪，早期開發刀片電池時，比亞迪測試過三元的方案，但電芯越長内阻較大，" 長刀三元過不了熱失控，隻能做鐵锂。" 眼下，比亞迪正在通過大圓柱方案推進三元電池。
但這場逆襲之旅，正面臨從電芯工藝、設備采買到産線搭建，甚至量産應用等一系列困境。推動 46 系大圓柱量産上車，幾乎是翻越一座連綿不斷的大山。
技術革命，每一步都是坑
2019 年春節，特斯拉仍未在 " 産能地獄 " 中脫身，财務狀況緊張。但睡在工廠車間的馬斯克時刻不忘給人驚喜，當天宣布以 2.18 億美元溢價 55% 收購美國初創公司 Maxwell。
Maxwell 名不見經傳，是一家主打超級電容器的公司，但該公司擁有一種核心專利技術——幹法電極。馬斯克看到了這一技術的巨大潛力，想要将其搬運到動力電池領域。但實施起來并不簡單。
打個比方，傳統的濕法電極可以理解爲将奶粉加水調制成漿糊，抹在面包片上，特斯拉的幹法電極則是不用加水，直接将奶粉壓實在面包片上。
據特斯拉估算，幹法電極不僅能帶來能量密度和循環壽命的改善，還能夠減少 18% 以上的成本，以及 41% 的設備投資。
遲峰（化名）有多年的科研機構和電池研發經驗，參與過拆解特斯拉的 4680 電池，他告訴 36 氪，" 幹法既不用溶劑，也節省了濕法塗布的幹燥環節，塗布的幹燥烘箱一般有幾十米長，每一節都有 100 度的高溫。因此降本力度很大。"
但将幹法電極用在動力電池的生産上不容易。特斯拉原本的設想是在正負極上都使用幹法技術，但遲峰拆解後發現，" 隻有負極使用了幹法，正極依舊是濕法。"
正極幹法工藝舉步維艱。遲峰說，如果負極幹法工藝的量産進度可以打 10 分，那 " 正極幹法工藝目前也就 3-4 分 "。去年 8 月，馬斯克也公開承認 " 幹法正極工藝碰到極大挑戰 "。
爲了量産，特斯拉隻能妥協：用回傳統濕法制作正極，隻用幹法做石墨負極。相當于，特斯拉早先爲大圓柱電池設定的矽負極和幹法電極的極緻方案，隻取了一半。
特斯拉尚且難磕幹法電極工藝，國内動力電池公司更是退避三舍，即全部使用成熟的濕法技術，再結合矽碳負極，保住能量密度優勢。
因此，大圓柱電池量産的版本主要有，特斯拉主導的 4680，使用幹法石墨負極 + 濕法高鎳正極；國産版 4680，使用濕法矽負極 + 濕法高鎳正極。
國産版 4680 目前披露的性能要高于特斯拉版，但二者想要達到量産，還要共同克服另一個工藝難題——極耳焊接。
極耳可以通俗理解爲電池外表的正負極，圓柱電池的極耳一般分布在上下兩端。4680 電池采用了全極耳技術，正極位置幾乎不變，整個電池底部和殼體都變成了負極，所以叫全極耳，又稱無極耳。
底部和金色殼體均爲負極（圖源：綠芯頻道）
電流從正極流向負極時，穿越的路徑越長，内阻就會越高，這樣不僅損耗了能量，還容易引起發熱問題。而大圓柱的全極耳技術極大的縮短了正負極間的距離，使得能量密度更高，散熱性能更好。
據特斯拉介紹，4680 的内阻隻有 2170 的五分之一。這種更利于電池散熱的工藝，也讓高鎳材料的使用在安全性上得到了保證。
但全極耳技術的代價同樣不菲，要增加極耳成型、集流盤焊接與激光封口等多個環節。而因爲是新技術，" 每一家的細節處理都不太一樣，良率很難保證。"
電芯工藝的攻克隻是做出 4680 電池的第一步。這種創新産品的量産和工業化更是困難重重。首先從産線上，4680 就需要一套全新的設備。據 PowerOn 了解，46 系的産線設備目前沒有完整的供應商，都要分段采購。而大圓柱産線的生産節奏設計極高，一條産線如果制定爲 400PPM，幾乎是将一個機械設備，用芯片的控制邏輯來生産，" 各段設備之間的磨合要求相當高。"
重重困難下，大圓柱電池的量産節奏就不再明确。除了特斯拉交付了 4680 電池，供 1.2 萬輛 model Y 搭載，再無車企量産落地。國内量産進度最快的是億緯锂能，預計今年産能釋放 20GWh。但今年已經過半，億緯锂能的量産進度也不如預期。
一位大圓柱電池研發人員評價道，絕大多數廠家的電池都還沒開發完全，很多都是隻有一個外殼，性能上不一定能滿足客戶需求。就算性能可以滿足客戶需求，還要面臨着生産良率、穩定性的達标。
技術難關都可以通過資源投入來解決，但大圓柱電池面臨的更深刻挑戰是：在激烈的行業角逐中，市場需求被快速擠壓。
車企，不緊迫的選擇
" 大圓柱電池是個好東西，但車企都無福消受。" 有電池行業高管向 PowerOn 直言。
在需要大圓柱電池這條路上，同行者越來越少。就連 4680 大圓柱電池的推動者特斯拉，也已經意興闌珊。
該公司近期發布的遠景規劃顯示，未來的緊湊型電動汽車和中型電動汽車 Model 3/Y，都将使用磷酸鐵锂電池，占到總電池用量的近 80%。
特斯拉産品規劃（圖源：特斯拉官網）
" 隻有高價格、追求高性能的車，或者 800V 高壓快充的車型，才是大圓柱的最優解，常規的 400V 沒必要上大圓柱。" 上述行業人士表示。而用好大圓柱電池，也需要過硬的工程能力，包括掌握近千個電芯的激光焊接技術。
比如特斯拉 Model 3 的電池包裏曾有三個大模組，每個模組 2000 個圓柱電芯，" 隻要一個焊點失效整個模組就要換掉。"
如今的新能源車企都深陷價格戰泥潭，降成本是核心需求。
電池廠也早已順勢而爲，大幅降價。據 36 氪了解，去年僅磷酸鐵锂電池的售價就高達 1200 元每度電，但如今已快速滑落至 700 乃至 600 元左右。
而三元方形電池也在用性價比策略，快速搶占車企需求。例如，中創新航憑借一款高壓中鎳産品便沖到國内動力電池裝車量第三，其最大的亮點不是技術創新，而是綜合的性能和性價比。
甯德時代的麒麟電池更是在不遺餘力地拓展三元方形電池的邊界，甚至通過極氪汽車量産 9 系高鎳和矽碳負極電池。
車企都會綜合性能、成本與規模量産能力，來選擇電池的使用。在降本需求迫切與技術未成熟的雙重拉鋸下，大圓柱電池難免被冷落。
但如果把視野拉長，行業對電池高能量密度的追求從未停止，大圓柱電池的戰略角色依然濃厚，例如成爲高鎳材料的載體。據 PowerOn 了解，2025 年要推出的大圓柱電池方案，幾乎都采用了 9 系高鎳材料。而韓國企業 LG 化學更是将在 4680 電池中應用單晶高鎳材料，繼續将能量密度拉升 10%。
同時，大圓柱電池也拉高了電池生産效率的上限。據 PowerOn 了解，特斯拉 4680 大圓柱電池的産線水平已經是 150PPM，幾乎是當下三元方形電池的 10 倍。
高性能和産能上限，是 4680 電池的技術底色，這對于豪華車企依然具有長遠的吸引力。
PowerOn 獨家獲悉，今年開始，一則千億歐元的巨額電池訂單在行業流傳，這則訂單來自寶馬，尋求的電池産品就包括大圓柱電池。特斯拉依然在奮力爬坡，蔚來也在咬牙走出低谷，" 按新的時間點推進自制電池量産 "。
頭部豪華車企的堅持爲大圓柱電池保留了火種，量産關隘并未封鎖。這也意味着，這場圍繞車企底盤的争奪戰，依然懸念十足。
