最近请教了一位产业链的朋友关于 4680 大圆柱电池的信息，我节选了一些我认为最有价值的内容，并且根据我的理解做一些重新阐述。
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，应该比 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
与之做对比的是，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。
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 一般有 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，使用 4400 多个电池。
4680 是 900 多个电池一起排列，没有模组，结构件重量只有 12 公斤。4680 有 336 公斤，因为它是 960 个电池。4680 大概只有 90 公斤，因为它在 BMS 上有一些优化。电池包的重量，21700 是 474 公斤，4680 大概只有 438 公斤左右。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，我个人觉得已经超过我的想象。
按照调研的结果，这个国内版本的 4680 电芯，正极材料采用 811 三元高镍体系，负极是人造石墨（随着开发的进一步发展，可能会向硅负极转化）。
电芯工作电压为 2.8V-4.2V，设计的快充时间是 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，电池包容量提高了 15% 左右。
目前在制造 4680 电芯过程中，遇到的问题主要是工艺的匹配和自动化设备的匹配。4680 相比较于 21700 的制造工艺存在差异，举例来说：
在涂布工艺上，全极耳一定的弧形造成对设备的精密度要求更高，外圈留白比内圈留白会越来越多；
分切工艺的要求也更高，如果边不齐，造成极耳贴合出现缝隙
点焊工艺来看，全极耳激光点焊会造成焊点增加（4680 的焊点数量相比 21700 提高五倍以上）
在制造中，电芯企业需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受的范围内。
对于特斯拉来说，随着 4680 的推广，将来在国内需要有两三家代工厂来实现更大的产能。从时间进度来看，国内的龙头企业也投入了一些资源在开发 4680 并且后面投入产线，预计在 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。
一些工艺的讨论
从调研来看，全极耳有两种实现的方式：
1）先切割后卷绕：通过计算，在卷绕之前就切成很多份，卷绕时切开的部分就是一条直线，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，对精度要求很高。如果两层铜箔之间有缝隙，激光能量比较大，会造成不同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%+
从材料来看，
正极：811 体系高镍正极和原来没有太大变化
负极：采用硅氧基更合适，硅碳的体积膨胀比硅氧大很多，从目前来看不安全
隔膜：双面陶瓷和一面陶瓷一面 PVDF，使用硅负极后可能有一面用陶瓷，一面在陶瓷的基础上涂一层 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：使用硅负极添加的电解液会比高镍多 6%。
集流体：箔材方面，正极没有太大变化。
碳纳米管：正极导电剂以碳管为主，主要用多壁碳管和 SP 来进行配合；用量在 1% 左右，811 体系对碳管纯度要求高，如果存在金属杂质的话，在使用过程中会有金属析出，影响材料性能。
粘接剂：石墨体系使用 CMC 和 SBR，换成硅极后可能使用改进的 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化。另外一种方案是使用 PA 聚丙烯酸（还不成熟）。
小结：我觉得挺有用的，供各位参考。
