中国能源资讯网“电动汽车要成为主流，必须与传统燃油车掰手腕。”
记者在提问为何要研发4680电池，樊文光博士以这句话开头开始回答。樊文光博士是全球第一波研发4680电池的人员，也曾是国内一家知名企业负责4680电池研发的副总裁。他告诉记者，4680电池大规模量产，可能在2025年。
4680电池的历史和优势
特斯拉首先把4680电池应用于电动汽车，让4680电池在汽车界的名声越来越响，2020年9月特斯拉在电池日上公布4680电池。特斯拉方面认为，电池直径增加到 46mm，既降低了pack系统管理难度，又减少了电池包金属结构件及导电连接件成本，每kWh成本下降约14%，能量密度可达300Wh/kg。
樊文光博士告诉记者，受形态限制，圆柱电池之间有空隙，不如方形电池空间利用率高，是因为18650电池的尺寸较小，需要使用大量的外部结构件包裹电芯，这就容易出现空间利用率不高，外包件过重的弊端。4680电池填补了这两方面的不足。由于圆柱是受力最好的形态，所以，高端车依然用圆柱电池，入门或者低端车型则普遍使用方形电池。
特斯拉曾声称4680电池采用无极耳技术。按照科学常识，任何一款电池都必须有正负极，无极耳技术即全极耳技术。物理学公式告诉我们，电路的电阻与材料的长度成正比，与横截面积呈反比。无极耳技术增大电流传导面积，缩短电流传导距离，降低内阻近10倍。
用18650电池与4680电池对比，电阻下降很明显。18650电池卷绕长度是800mm，极耳从集流体上把电导出来长度为800mm，相当于电流传导距离为800mm，电阻约 20mΩ。电流从沿极耳到集流盘的横向传输变为集流体纵向传输，整个导电距离由800 mm变成了80mm，电阻降至2mΩ。
无极耳技术还增强了电池的散热性能。实验数据表明，单极耳电池的平均温度为26.08℃，而全极耳电池的平均温度为25.78℃。
几种形态电池大比拼
目前，市场上已有多种形态电池，即便圆柱电池也有18650和21700，为何4680能与传统燃油车掰手腕？樊文光博士向记者详细对比了几种电池的优劣势。
目前，市场上软包电池数量极少，主流的两类是方形与圆柱。方形电池结构简单，无需采用不锈钢壳体、无防爆阀结构，重量轻于圆柱电池，理论能量密度更高。方形电池结构强度高、电池内阻小、空间利用率高，且具备较好的忍受机械载荷能力。宁德时代供应给多家企业的电池即为方形，方形电池是目前应用范围最广的电池 pack形式。但是，方形电池各向异性导致散热难度高，也存在长期使用性能大幅下降、边角处化学活性能差、极耳虚焊影响电池品质等问题。
圆柱电池包括正极盖、安全阀、PTC 元件、电流切断机构、垫圈、正极、负极、隔离膜、壳体等结构。圆柱电池的卷绕工艺技术成熟，生产效率高，良品率高。另外，圆柱电池单体能量密度高、循环性能优越，在散热方面有较大优势。圆柱电池的缺点也很明显，金属外壳与单体电池容量小导致安装的电池数量较高，电池数量高对BMS管理提出了很高的要求。曾有用户抱怨，表显还有近100公里的电量，行驶了40多公里后就没电了，这就是BMS算不准导致的后果。
与传统燃油车掰手腕
樊文光博士说：“尽管现在电动汽车销量增长很快，新能源汽车的渗透率超过了40%，但是，电动汽车要成为主流，必须克服自身的短板，才能与传统燃油车掰手腕。”
一般来说，传统燃油车行驶里程为500公里，加油时间大约在10分钟以内。电动汽车与传统燃油车竞争，必须在这两方面提升能力。电动汽车充电时间过长，充电不方便，续驶里程太短等经常被用户抱怨，充电不方便则是基础设施问题，其他大多数问题的根源在电池。“提升电池性能成为当务之急。”樊文光说。
固态电池被人们寄于厚望，但固态电池商业化运用还很遥远，提升现有电池的性能也是一条不错的路径。方形电池的一致性较差，很难做大，圆柱形电池被更多人关注。
圆柱电池的一致性好，成组效率也高，自身容量太小，导致性能发挥欠佳，把尺寸做大，容量不就变大了吗？顺着这样的思路，21700电池诞生了，但是，21700电池的尺寸还不够大，4680应运而生。
特斯拉电池日公布的信息显示，46mm是对比了所有关键指标，研究了电池外径对成本的影响下，特斯拉发现的成本最小的电池外径。
公开资料显示，21700圆柱电池的重量为68.64g，体积为24.25cc，4680大圆柱电池的重量为352.44g，体积为132.95cc，体积和重量均为5-6 倍。21700圆柱电池的电池能量约18.12 Wh，4680圆柱电池的电池能量约为100Wh，带电量是5倍多。
21700的能量重量密度与能量体积密度为263.93 Wh/kg 和747.05 Wh/L，4680大圆柱电池的能量重量密度与能量体积密度分别为282.36 Wh/kg和752.15 Wh/L；两者单个电芯占用空间的能量体积密度分别为586.85Wh/L和 590.74Wh/L。
4680电池应用后，电动汽车携带的电池数量将大幅度减少，一辆 ModelY使用21700圆柱电池，大约需要安装4416颗电池，4680单电芯带电量约为100 Wh，同样是一辆ModelY需要800颗电池。电池数量较21700电池减少了约81.88%。电池数量减少，降低了BMS的管理难度。
目前，电池汽车实现长续驶里程，经常被人诟病堆电池，应用4680电池之后，电池数量减少，续驶里程反而增加，堆电池的“笑话”不攻自破。为了缩短充电时间，800伏快充已被广泛采用，4680电池内阻较小，应用800伏快充没有什么难度。
“与传统燃油车掰手腕，制造成本是不可忽视的因素，目前，电动汽车价格较高，电池占了很大比例，使用大圆柱电池有助于降低制造成本。”樊文光说。
记者采访新能源汽车多年，多位业内人士告诉记者，电池占整车成本约为40%，特斯拉声称可下降14%，如此，电池占整车成本降到30%以内，逐步显示出竞争力。
