“车辆续航里程提升54％，成本下降56％，电池GWh单位投资成本降低69％。”
数据是不是很惊人？这是特斯拉电池日上，马斯克给出的新电池技术应用后，可以实现的目标。
不过，以上目标即便能够实现，恐怕也要三年后。
北京时间9月23日，推迟半年之久的“特斯拉电池日”，终于在特斯拉美国弗里蒙特超级工厂举行。
特斯拉CEO马斯克和动力总成和能源工程高级副总裁Drew Baglino一起主持了这场电池日发布会。
电池日上，马斯克主要发布了一款全新规格的圆柱电芯——4680（46 毫米直径，80 毫米高度）。马斯克称之为“最低成本的外形规格”，以及两款新车。
此外，马斯克还介绍了特斯拉在电芯设计、电芯工厂、正极材料、负极材料和整车等环节的技术创新，以期达到上述续航和成本目标。
不过在业内某电池专家看来，这些技术并不亮眼，直接指出特斯拉给出的“功率和能量概念都是不对的，只有成本和续驶里程靠点谱”。该专家坦言：“特斯拉讲讲无人驾驶还可以。”言外之意，电池还是算了。
具体来看下，特斯拉让业内人士瞩目许久的“黑科技”都是啥？
1电芯尺寸再升级
在使用18650和21700后，马斯克认为，电池尺寸有必要再升级。他要寻找电池尺寸和成本的最佳平衡点。
马斯克的最新答案是：4680。相比2170电池，它增加了5倍的能量，提升了16％的续驶里程和6倍的功率。根据马斯克给出的数据，4680电池仅仅是外形因素的改变，就能将每千瓦时的成本降低14％。马斯克称之为“最低成本的外形规格”。
4680电芯
根据马斯克介绍，新电芯已经在生产中，而且每个组件都在“高速连续运动”。Baglino将其比作具有交通信号灯和十字路口的高速公路而不是城市道路。每条新生产线将能够生产20 GWh，产量相较传统电池，提高了7倍。
这样一来，整间工厂里很容实现 TWh 级别的产能。特斯拉的目标在 2022 年达到100GWh 产能，2030 年达到3 TWh，整体成本下降 18％。
这个电芯将主要用于Semi卡车、Cybertruck和新一代的Roadster跑车上。
值得注意的是，特斯拉只专注于外形尺寸，并未透露出能量密度的改善。
2无极耳设计
除了电池尺寸革新，特斯拉还采用了无极耳设计。
无极耳的设计将使得电子的行进路径更短，解决了增加电池直径带来的其中一个大问题。无极耳也使电池模组更容易更快并且连续地生产。
所谓无极耳电池，通过激光技术将传统电池凸起的极耳结构去掉，导电涂层直接与电池端盖接触，缩小电流移动的距离，并降低内阻。特斯拉称内阻可以降至原来的1／5。
4680电芯无极耳
2020年5月，特斯拉正式披露“无极耳”电池专利，其核心设计理念是通过正负极集流体与盖板／壳体直接连接，成倍增大电流传导面积、缩短电流传导距离，从而大幅降低电池内阻，减少发热量延长电池寿命，并提高充放电峰值功率；并通过优化电池结构件、简化电池生产工艺流程等，提升电池标准化生产能力、降低电池成本。
此外，无极耳电极中的导电涂层与电池端盖的有效接触面积达到100％，使得散热能力提升，也解决了电池过大容易发热的问题。
3干电极技术仍处试生产阶段
根据之前对特斯拉电池日的预测，干电极也会是其一项重要技术，但是目前看其离量产尚有距离。 传统电池制作工艺，需要将材料粉末放入溶液中，再进行干燥和压成膜。特斯拉表示自己正在尝试全新的制作工艺，彻底跳过加入溶液的步骤，直接用粉末擀磨成薄膜，也就是干电极。
这一加工过程的工艺难度极大。但好处是采用这一技术后，电池生产流程减少，速度能够提升。
据马斯克介绍，目前这项技术已经接近成功，可以满足少量的试生产，但还不具备量产能力。如果成功，将带来 18％ 的成本降低。 特斯拉具备这一技术能力，是因为早前对Maxwell公司的收购。该公司在干电极生产上，有很深的造诣。
4采用生硅负极，成本低至1．2美元／KWh
在负极材料方面，特斯拉对硅的使用也做了创新。
目前动力电池负极多采用石墨。其实硅是更为理想的材料，因为硅基材料相比碳容量更大，但是由于硅基材料充电后会膨胀，循环性要差很多。 为了平衡成本和性能，特斯拉使用最原始的硅材料，不经任何加工，直接运到电池工厂制作电芯负极材料，并通过增加弹性的离子聚合物涂层以稳定硅表面结构，提升电芯稳定性和安全性。根据特斯拉方面的描述，生硅负极成本将低至1．2美元／KWh。
负极上覆膜以稳定结构
特斯拉提供的一组数字显示，该技术可增加20％的续航里程，同时成本降低5％。
5高镍正极：成本下降15％
在电池正极上，特斯拉继续高镍低钴路线，提出改良金属成分配比，最终目标是彻底移除钴。 正极材料对提升能量密度至关重要，因此特斯拉开发出不含钴的高镍正极材料，最大化提升镍含量，同时采用新的涂层与掺杂物，将正极成本下降15％。 特斯拉提出了三种正极材料的探索思路：
第一种是在正极材料中使用铁，也就是磷酸铁锂电池，应用于部分乘用车；第二种是使用镍锰材料，比如2／3镍和1／3锰，应用于主要的乘用车和储能；第三种，含量为100％镍电池，应用于能源密集型车型（Cybertruck／Semi）中。
马斯克再次重申，他希望更多的人开采镍。
根据特斯的数据，正极技术配合其他电池技术，使4680的成本降低了37％。
在干电极、生硅制作负极之外，正极材料中，特斯拉采用无硫锂生产技术，预计使得锂成本下降33％。
马斯克强调，锂是一种广泛可用的资源，是地球上最常见的资源之一。仅内华达州就足以为美国所有车辆提供电力。公司已经获得美国内华达州一个锂矿的开采权，并将在那里建立锂转换工厂。
此外，在正极材料总成本中，加工过程占比高达35％，太多繁琐，还会产生大量的废水和副产品。
马斯克和Baglino声称，特斯拉重新设计了整个生产过程。特斯拉的新工艺可以减少66％的生产成本投入和76％的处理成本，最重要的是零废水。
不过，他们并没有解释工艺原理。
通过这些改进，马斯克相信他的新工厂可以比目前的电池生产设施小十倍。
例如，特斯拉已将化成投资减少了86％，化成足迹减少了75％。化成是对电池进行初始充电和放电以产生固体电解质中间相（SEI）的过程。
