4680無極耳電池主要包括“4680”和“無極耳”兩大技術(shù)，4680代表直徑46mm，高度80mm的圓柱電池，通過增加單體電芯的尺寸可攤薄非活性物質(zhì)占比，降低固定成本和BMS難度。無極耳指的并不是沒有極耳，而是沒有傳統(tǒng)意義上的焊接在集流體上的極耳，通過激光直接在集流體上切割出極耳形狀，然后與集流盤焊接，通過集流盤將電流引出到殼體，實現(xiàn)外電路的連接。
4680電池拆解內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

4680電池生產(chǎn)工藝簡圖

在4680電池應(yīng)用上，特斯拉采用CTC技術(shù)方案，即直接將電芯集成到汽車底盤上，從而可以大幅減少零部件數(shù)量，實現(xiàn)車身減重，續(xù)航提升，單位成本降低。
特斯拉 Model Y 底盤設(shè)計

搭載4680無極耳電池的 Model Y 實物拆解圖

從實物圖中可以看到，組成Model Y的950顆4680電池縫隙間填充了大量粉色泡沫材料（聚氨酯），利用聚氨酯將單個電池之間牢牢粘結(jié)在一起，在沒有模組和電池包的情況下，也能實現(xiàn)與汽車底盤的可靠固定，并且泡沫材料具有一定的彈性，當(dāng)電動汽車受到碰撞時，可以吸收電池受力的能量，具有較好的耐沖擊和耐振動性能。

4680無極耳電池通過大圓柱方案實現(xiàn)了單體能量的大幅提升，極大簡化了PACK的零部件，降低了成本，提升了續(xù)航，采用無極耳技術(shù)還大幅降低了電池內(nèi)阻（集流體內(nèi)阻可降低99%以上），減少了電池產(chǎn)熱，提高了安全性能。但4680電池工藝極其復(fù)雜（參考4680生產(chǎn)工藝簡圖，如極耳揉平和與集流盤的焊接等工藝難點），且對設(shè)備要求極高，除外，4680電池采用CTC車身一體化集成方案，同樣會面臨同刀片電池一樣的問題，那就是可維修性很差，甚至有過之而無不及，業(yè)內(nèi)給出的評價是：特斯拉這種CTC電池包維修的可能性幾乎為零！

5 干法電池

特斯拉掌門人Elon Musk在2020年度股東大會暨“電池日”活動上，向全球展示了一款全新電池—4680無極耳電池，據(jù)悉，該款電池采用了干法電極技術(shù)，亦可稱為“干法電池”。
特斯拉2020年“電池日”活動現(xiàn)場圖

早在2019年5月，特斯拉以溢價55%的價格（2.18億美元）收購了Maxwell公司，根據(jù)資料顯示，Maxwell成立于1965年，是一家生產(chǎn)超級電容器的公司，產(chǎn)品主要用于能源、工業(yè)和汽車領(lǐng)域，公司核心技術(shù)是超級電容技術(shù)和突破性的干法電極技術(shù)。
在鋰電池制造過程中，電極制備通常是采用濕法工藝，即將組成電極配方的干粉顆粒與溶劑混合分散形成漿料，然后涂覆在集流體上烘烤后形成電極。干法電極不使用任何溶劑，而是直接將組成電極配方的干粉顆粒高速混合，通過高速剪切使粘結(jié)劑PTFE纖維化，然后對混合后的粉末進行熱輥壓形成自支撐膜，最后將自支撐膜在熱量作用下壓合粘接在集流體上形成電極。
干法電極制備過程實物圖

Maxwell 干法電極制備工藝示意圖

由于干法電極制備過程不使用任何溶劑，因此是一種綠色工藝，既節(jié)能環(huán)保，又可以降低材料成本，還有利于制備能量型電池的厚電極，并且其制造工藝特別適用于下一代摻硅補鋰和固態(tài)電池體系，可以說是一種非常具有前景的極片制備工藝，但自支撐膜和集流體的接觸問題以及干粉顆粒之間的接觸問題都會導(dǎo)致電極的阻抗增加，其倍率相對更差，并且干法電極工藝難度較大，需要開發(fā)專用設(shè)備，目前很難大規(guī)模應(yīng)用。
6 (半)固態(tài)電池
2021年1月9日，蔚來汽車“NIO Day”在成都舉辦，并發(fā)布了首款旗艦轎車ET7，宣稱搭載了150kWh固態(tài)電池，能量密度高達360Wh/kg，續(xù)駛里程突破1000km，隨后，創(chuàng)始人李斌一句“量產(chǎn)固態(tài)電池”更是震驚業(yè)界。
蔚來汽車發(fā)布150kWh固態(tài)電池現(xiàn)場圖

實際上，固態(tài)電池是一個較為寬泛的概念，傳統(tǒng)的鋰電池采用液態(tài)電解質(zhì)作為Li+傳輸?shù)妮d體，而固態(tài)電池技術(shù)的核心就是針對電解質(zhì)的革新。根據(jù)電解質(zhì)中液態(tài)成分含量劃分為半固態(tài)電池（液體含量≤10%）、準(zhǔn)固態(tài)電池（液體含量≤5%）、全固態(tài)電池（液體含量0%），固態(tài)電池的發(fā)展和應(yīng)用趨勢將是一個“梯次滲透”的過程，最終的固態(tài)電池將完全采用固態(tài)電解質(zhì)，并且負極需要采用鋰金屬材料，才能充分發(fā)揮固態(tài)電池的優(yōu)勢，理論能量密度可達400~500Wh/kg甚至更高。
固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展路線

固態(tài)電解質(zhì)的研究主要包括三大類：聚合物、氧化物、硫化物。
1）聚合物固態(tài)電解質(zhì)由聚合物基體（如聚酯、聚酶、聚胺等）和鋰鹽（LiClO4、LiFP6等）組成，Li+以鋰鹽形式“溶于”聚合物基體，傳輸速率受到基體相互作用及鏈段活動能力的影響，溫度越高，聚合物的離子電導(dǎo)率越高。目前主要研究的聚合物電解質(zhì)體系是PEO，其可與多種鋰鹽發(fā)生絡(luò)合，對鋰鹽溶解性好，但室溫電導(dǎo)率僅10-5S/cm，氧化電位也較低（3.8V），需要進行改性來滿足高電壓體系，
2）氧化物固體電解質(zhì)包括晶態(tài)（鈣鈦礦型LLTO、NASICON型、石榴石型LLZO、LISICON型）和非晶態(tài)（LiPON型等）兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)。氧化物晶態(tài)固體電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性好、循環(huán)性能好，但其室溫電導(dǎo)率也較低，電解質(zhì)與電極顆粒接觸差。LiPON型電解質(zhì)制備工藝復(fù)雜、成本較高。