干法電極，特斯拉4680電池的故事

近年來，特斯拉始終將干法電極作為電池生產的核心制造工藝，并稱其將使4680電池成為“完全體”版本。

特斯拉在2020年電池日發布了4680大圓柱電芯（直徑46mm、高度80mm的圓柱電池），特斯拉宣稱，4680電池能量密度可達300Wh/kg，搭配全極耳設計與干法電極工藝，能讓電池成本下降一半，續航與快充性能大幅提升，有望成為下一代電池行業的核心標準。

根據特斯拉的測算，46mm直徑是在圓柱電池對于整車續航里程提升的最優解，并且將帶來可觀的成本降低。4680電池相比2170電池容量提升5倍、車型續航提升16%、功率提升6倍。

據特斯拉介紹，4680電池將采用高鎳正極和硅負極材料。正極材料上，鎳含量提升一方面能夠增加電池的能量密度，另一方面相對價格昂貴的鈷含量降低，正極材料的成本亦降低；負極材料上，硅擁有比現有石墨體系更高的克容量，高克容量負極可以提高電池的能量密度。

4680電池中采用全極耳設計，電子在集流體流過的路徑僅為軸向長度，流通路徑縮短，傳導面積增加，電池內阻降低。因此在電池充放電時溫升降低，支持更大電流快充放電。

制約4680電池量產的核心，是干法電極工藝。傳統鋰電池電極生產多采用濕法工藝：將電極/電解質材料與粘結劑混合成漿料后進行涂布，再通過烘干完成成膜。而干法工藝則取消了溶劑使用與烘干步驟，更依賴高剪切干混與纖維化設備實現材料均勻分散與預成型，并通過多輥壓實方式直接完成成膜過程，從而降低電芯生產成本。

特斯拉提出干法電極工藝的構想：摒棄液態溶劑與烘烤環節，直接將干性粘合劑與正負極干粉材料混合，一步成型電極薄膜。理論上，這一工藝可省去溶劑回收、高溫烘烤等環節，生產效率大幅提升，制造成本降低20%以上，工廠占地面積縮減50%，能耗下降90%。但干粉材料附著力極弱，要在無溶劑調和的情況下，均勻附著在金屬箔上且不脫落、不碎裂，實驗室可行卻難以實現量產。

行業數據顯示，4680電池商用需達到95%以上的量產良率，而2022年底特斯拉僅能實現92%，且只能在負極采用干法工藝，正極仍依賴傳統濕法。這種“干濕混合”的妥協方案，不僅無法發揮4680的全部性能，更難以支撐大規模量產，這也是此前4680僅能小眾應用的核心原因。

2025年11月的股東大會上，馬斯克還表示：4680電池的干陰極工藝仍在開發中，并坦言押注干電極工藝可能是一個錯誤決策。然而短短兩個多月后，情況發生了反轉。

2026年2月，馬斯克在社交平臺表示：“實現干電極工藝的規模化生產，這在鋰電池生產技術上是一項重大突破，難度極高。祝賀特斯拉工程、生產和供應鏈團隊以及我們的戰略合作伙伴供應商取得的卓越成就。”隨后，特斯拉官方團隊轉發了這則消息，并回復稱：“干電極制造工藝可降低成本、能源消耗和工廠復雜性，同時顯著提高可擴展性。”

特斯拉表示，公司在2025年第四季度于得州奧斯汀工廠實現了正負極全干法電極的量產突破，4680電芯體系進化成了最終完全體。特斯拉2025年第四季度財報明確提及，已開始為部分Model Y車型生產搭載全干法4680電芯的電池包，這是該電池首次進入品牌走量車型序列。

按照規劃，未來4680電池將逐步覆蓋Model 3、Model Y等主力車型，搭配CTC電池底盤一體化技術，有望讓Model Y長續航版WLTP續航突破800公里，同時進一步降低整車成本，為2.5萬美元平價車型與Robotaxi等項目落地提供支撐。

信息來源：

馬斯克官宣：干電極工藝量產.科創板日報

特斯拉4680電池“完全體”：電極全干法工藝量產及設計方案解析.新能源高壓架構與安全