4680电池难产：谁绊倒了马斯克？

特斯拉迄今为止*一次“电池日”举办在2020年9月，由于疫情原因，电池日比原定日期推迟了5个月，参会者的防护措施也很新颖——坐在停车场的电动车里观看活动。

延期的五个月里，全球新能源车市场大爆发，全年销量首次突破300万大关[1]。同时，上海超级工厂开始爆产能，以月为单位刷新着产能记录，让这次电池日备受关注。

不仅参与方式别出心裁，马斯克选择的地点也很讲究。弗里蒙特工厂是特斯拉的*座整车组装厂，两年前，马斯克在这里度过了47岁生日。

时值Model 3产能地狱，马斯克亲自带队“奋斗21天”，在停车厂搭建了半自动临时组装产线，艰难度过危机。

“电池日”当天，特斯拉高管Drew Baglino复盘了和老板一起奋斗的日子，又用马斯克的口吻概括了电池日的主题：

“为了制造世界上*的汽车，我们在工厂里从头开始设计车辆。现在，我们要对电池也做同样的设计。”

随后，这场发布会的真正主角“4680电池”，正式登场。

顾名思义，4680电池指直径46mm、高度80mm的圆柱形电池。相比前一代2170电池（即直径21mm、高度70mm），能量密度大幅度提高，同等续航下可以显著降低车辆生产成本。

在马斯克的诸多大饼中，4680电池是最接近实现的那一张。时至今日，当年PPT上的黑科技几乎都实现了，2023年年初的财报会上，马斯克表示2024年将成为“4680年”。

然而今年4月，在电池日上揭开4680电池面纱的高情商高管Drew Baglino却意外离职，成为特斯拉全球大裁员中，10%优化名单里职级最高的员工之一。

Drew Baglino在特斯拉供职超过18年，在2019年联合创始人JB Straubel离职后，Drew Baglino是事实上的CTO，也是4680电池与研发生产的主导者。

那么，是什么改变了马斯克？

分手的决心

2019年6月，CNBC曝光一处位于加州弗里蒙特的神秘办公楼，这里距离特斯拉弗里蒙特工厂只有七分钟车程，除了随处可见的“Tesla”标识，外界对大楼里发生的一切都一无所知。

按照CNBC的说法，这里是特斯拉的“秘密电池实验室”，并且取了个非常挑事的标题：特斯拉正在尝试自己生产电池，摆脱对松下的依赖。

松下是特斯拉创办初期最坚定的支持者，不仅在后者上市前夕慷慨投资3000万美元，也一直是特斯拉最核心的电池供应商。

然而，CNBC的报道却揭晓了4680电池项目上马的原因之一：特斯拉和松下的联盟早已貌合神离。

从Model S量产时期开始，马斯克对松下的电池产能就颇有微词，到了Model 3的产能地狱，马斯克公开表示都是松下电池生产的太慢。当时美国媒体报道，生产一套2170电池组，需要7个小时，出产的电池报废+返工率一度高达40%[2]。

除了产能和良率问题，双方实质性的分歧在于，上海临港的超级工厂即将落成，考虑到电池运输成本以及50万的目标产能规划，马斯克希望松下追加投资，一同奔赴上海建电池厂，大干一把。

但松下的电池业务已经陪特斯拉亏损多年，希望特斯拉赶紧带带兄弟，让松下尽快收回投资。所以，松下嘴上说愿意跟特斯拉去中国，但迟迟没有实质性动作。

与松下之间日益扩大的裂缝，坚定了特斯拉自己生产电池的决心。

4680电池项目的另一个大背景，是马斯克在电池日上画的另一张大饼：三年内，推出一款25000美元（约合17.8万人民币）的廉价车型。

纯电动车中，动力电池占据整车成本的40%左右，被马斯克视为廉价车型问世的*阻碍。

按照马斯克的构想，比Model 3更廉价的车型——也就是传闻中的Model 2/Q至关重要。廉价车型不仅能扩大特斯拉的汽车销量，也是支撑其软件订阅收入增长的重要砝码。

*个读懂马斯克的是方舟基金创始人“木头姐”Cathie Wood，在2018年的一封公开信中，木头姐公开了自己对特斯拉的估值逻辑：特斯拉会从一家汽车制造商变成一家“移动即服务（MaaS) 公司”。

MaaS服务，即特斯拉围绕自动驾驶算法构建的软件业务，包括辅助驾驶功能FSD的订阅、Robotaxi（自动驾驶出租车）业务等等。

其中，最重要的FSD订阅收入，在特斯拉财报中与超级充电站等业务合并为“服务及其他收入”。

对特斯拉来说，即便只有1%的车主购买FSD软件，只要汽车销量足够高，利润也非常可观。而25000美元的廉价车型就是扩大销量的*武器，FSD订阅数量提高后，研发成本也会随之摊薄，进一步提高利润空间。

因此，在2020年的那个电池日上，无论是摆脱对松下的依赖、电池成本的进一步下降，还是25000美元的新车型，它们都取决于一个清晰的目标：

研发并量产4680电池。

成本游戏

衡量电池成本的核心指标是单位电量的成本，即每kWh的成本。

没人比砍价狂魔马斯克更懂这个道理，按照瑞银2018年发布的报告，松下给特斯拉供应的2170电池成本仅为111美元/kWh，业内*[4]，比LG化学和宁德时代低了至少25%。

马斯克对生产成本的控制有一种近乎病态的执着，根据《华尔街日报》的报道，马斯克习惯直接给松下社长津贺一宏打电话，要求松下降价[9]。后者则吐槽马斯克[9]：

伊隆多次要求降低价格，有一次我回应他，如果再这样，我们就考虑撤走超级工厂的松下员工和设备。

“电池日”当天，特斯拉照例公开了4680电池单体容量、续航、功率等提升目标，但马斯克更进一步，开诚布公的披露了特斯拉打算如何让“每kWh成本降低56%”，并给出了清晰的量化标准：

14%靠设计、18%靠生产工艺、17%靠正负极材料（5%负极、12%正极）、7%靠电池与汽车集成技术。

设计指的是电池本身的体积、结构变化。

由于4680电池比2170电池胖了一圈，单颗电池电容量提高了，那么同等容量下的电池组（cell），需要的电池数量更少。

根据测算，Model 3长续航版的电池组需要用4400颗2170电芯，换到4680则只需要960颗，对应的是结构件和焊接数量的显著减少，从而降低成本。

2170电池与4680电池

电池与汽车集成技术，指的是车身和电芯的一体化压铸技术。

目前成熟的方案是三件式：车身分为两块前、后部件和一块用于安放电池的中间部件，三者分头铸造再组装在一起。

马斯克表示为什么不能三个部件一起铸造，让电池像飞机油箱焊在机翼上一样，成为汽车结构的一部分呢？根据马斯克的说法，这种方案使得零部件减少370个，对整车成本的降低最直接。

而正负极材料的调整，考验的是实验室水平。

正极提高镍含量、降低钴含量。因为相比金属钴，金属镍（比如螺丝钉）更便宜；负极则是掺硅，不仅能提高电池容量，纯硅负极也比当前主流的石墨负极要便宜（1美元/kWh）。

生产工艺则围绕电极展开，也是4680电池量产的*难关。

一是去掉极耳设计，用整个电池底部和外壳充当极耳。这样就不用把电池半成品从装配流水线上拿下，焊接好极耳再放回去，流水线可以永不停歇，只要不停电，就不用下班。

电池极耳与无极耳设计：变秃了也变强了

二是开发干电极技术。目前主流的湿电极技术是将正负极材料与多种溶剂混合后涂覆在极片上，由于部分溶剂含有剧毒，之后需要通过烘烤蒸发溶剂。而这个“烤箱”长达100米，烘烤时间长达12个小时[2]，让效率狂魔马斯克咬牙切齿。

干电极技术顾名思义，是去掉了“弄湿再烘干”这个眼中钉，把干燥的正负极材料“怼”在极片上。将单位产能设备支出减少1/3，车间占地面积和能源损耗降低九成[2]，既省了时间又省了房租。

在马斯克划定的三年期限内，特斯拉几乎解决了所有的生产难题：

2021年9月，马斯克宣布已经验证了4680电池的性能和寿命[6]。这表明在电池设计和正、负极材料调整的两个环节，特斯拉已经达到了既定的目标。

2022年1月，特斯拉在试点工厂生产了100万颗4680电池，足够供应1000辆Model Y。2023年10月，电池产能跃升至2000万颗。

*的困扰来自干电极技术。到2023年底，特斯拉实际上已经发布了两代4680电池，但都没能完全实现干电极技术：只有负极是干的，正极仍然是传统湿电极。

电极是电池电芯制造中成本最高的环节，在降成本任务中分到的KPI也最多。双干电极一天不落地，距离特斯拉56%的降本目标就越远。

干电极技术面临的*困难是没有现成的设备，只能“干中学、学中干”，效果不好调参数，参数不对改设备，设备改不好还得换供应商。即便如此，伴随*辆搭载双干电极4680的CyberTruck正式下线，产业界对4680电池所有的怀疑也烟消云散。

虽然与56%的降本目标仍有距离，但技术突破后，产能和良率的爬坡只是时间问题。

攻克了所有难关，摆在特斯拉面前的，却是一个令人哭笑不得的问题：自产4680电池，对特斯拉来说还重要吗？

奇技淫巧败给东亚模式

当年4680电池立项，核心原因之一是摆脱对松下的依赖，并降低电池成本。

而当特斯拉完成了项目所有的OKR，却尴尬的发现，当年面临的所有问题，都有人帮他们解决了。

首先是供应链结构：随着上海临港工厂开工，特斯拉引入LG和宁德时代，松下只为美国工厂供应电池。这种供应链格局，对特斯拉来说再稳定安全不过。

同时，松下和LG也在研发4680电池，并且量产在即。宁德时代虽然尚未公开4680电池的进展，但在去年年末推出了“六边形战士”麒麟电池，据说降本程度十分可观。

更重要的是，在特斯拉攻坚4680电池的这四年，动力电池的成本呈现断崖式下滑。

虽然动力电池原材料——碳酸锂价格曾经2021年飙升，但去年起，碳酸锂开启暴跌模式，加之疯狂扩产、占据全球六成产能的中国电池厂多年历练，两者合力推动电池成本一路下探。

马斯克解决成本问题的思路是“用成本最高的方法降低成本”，十个会计需要花一个月算好的账，马斯克会五十个程序员编写一套程序，把算账流程自动化，并且一天就能算完。

从生产Model 3的超级工厂到SpaceX的星舰，这套思路无往不利。但在降低电池成本这件事上，马斯克多少有点低估了东亚人民的勤劳勇敢。

由于有下游庞大的终端需求，中国电池厂商采用了制造业最朴素的成本压缩思路：用规模摊薄成本。

今年年初，有传言称宁德时代向车企推广价格不超过0.4元/Wh的磷酸铁锂电芯，根据特斯拉2018年2170电池成本（111美元/kWh）下降56%测算，特斯拉4680电池的成本目标至少在0.35元/Wh以下，即便特斯拉达成目标，双方的差距也微乎其微。

今年6月的特斯拉股东大会上，马斯克在喜提460亿美元薪酬方案后，给4680电池团队提出了小目标：年底成本与供应商持平。

电池成本无法与主流供应商拉开显著差距，又进一步影响了4680电池立项的另一个核心原因：25000美元的廉价车型。

马斯克的构想中，低成本的4680电池是把新车型打到25000美元价位的关键环节。然而时过境迁，25000美元的廉价车型，中国同行们一年能做出来100款，有的中国车企一年能迭代两次。

曾经被马斯克贴脸嘲讽的比亚迪，在汽车平均单价下探至14万元的同时，毛利率反而提升至28.1%，超过了特斯拉。

无论是正在奋斗100天的电池厂，还是杀红眼的电动车价格战，或是4680电池核心项目负责人Drew Baglino的离职，似乎都在传递一个信息：自产4680电池，已经没有那么重要了。

尾声

2020年的电池日上，马斯克当天毫不掩饰地袒露了自己的野心：让特斯拉成为全球最强的制造业公司。

然而，这次电池日却成为特斯拉迄今为止*一次电池日。随后几年，接过舆论声量的是一年一度的“AI日”，见证了FSD芯片、Dojo训练集群、端到端自动驾驶算法和人形机器人Tesla Bot的相继亮相。

今年一季度，特斯拉汽车业务同比下滑13%，面对深感错付的投资者，马斯克的回应是你们不懂炒股：“如果你把特斯拉只看作一家汽车公司，那么你对特斯拉的理解就是片面的。”

相比“S3XY”系列的佛系更新和神秘车型的频繁跳票，马斯克近年来的大饼明显在向人工智能领域靠拢，从v12算法直播到FSD入华传闻，从robotaxi推特首发到机器人明年进厂打工，特斯拉正在离“制造业”渐行渐远。

华尔街的估值逻辑恐怕只是表面，更贴近真相的原因很可能是：无论是整车还是电池这类关键零部件，生产制造能力已经不是特斯拉的优势，反而是中国供应商依靠强大的生产能力，逐渐夺走了供应链的话语权。

而在芯片、算法和软件构筑的自动驾驶与人工智能赛道上，硅谷的人才供给和软硬件研发积累，都位于明显的*位置。

作为一家美国公司的掌舵者，马斯克显然比谁都清楚，特斯拉的护城河应该在哪挖。

参考资料

[1] The Global Market for Electric Vehicles in 2020，Canalys

[2] 4680的艰难诞生，只有特斯拉才敢这样造电池，晚点LatePost

[3] 特斯拉完全自动驾驶（FSD）系统三问三答，中金公司

[4] Tesla batteries prove best value in class，UBS

[5] Tesla Giga Texas’ Model Y front megacast is as intimidating as it is revolutionary，Teslarati

[6]Is Elon Musk Back In “Production Hell” With Tesla’s 4680 Battery？IEEE Spectrum

[7]一场10亿美金的诉讼维权，揭开特斯拉的锂电自救之路，建约车评

[8] 成于特斯拉，败于丰田：松下电池启示录，远川研究所

[9] Tesla Needs Its Battery Maker. A Culture Clash Threatens Their Relationship，华尔街日报

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