在2020年9月的特斯拉电池日活动上，埃隆·马斯克向世界展示了特斯拉的最新电池技术——4680大圆柱电池。这一创新立即引起了全球电池行业的广泛关注，众多企业纷纷投入到这种新型电池的研发之中。4680电池，以其46mm的直径和80mm的高度命名，标志着特斯拉电池技术的第三代发展。
这种大圆柱电池之所以受到青睐，是因为它在多个方面都展现出了显著的优势。特斯拉宣称，4680电池的单体能量是前代产品的5倍，能够使整车的续航里程增加16%。得益于无极耳设计，电池的功率输出更是提升了6倍。这些优势不仅源于其独特的形态和体积，还因为大圆柱电池在安全性、快充能力、续航性能以及生产成本上都具有明显的优势。
在电池包的电芯形态中，方形电池、软包电池和圆柱电池是三种主要的类型。研究表明，大圆柱电池在安全性上优于其他两种形态，能够减少对相邻电芯的影响，同时提升快充和续航能力。此外，随着电池体积的增大，所需的焊接配件数量减少，从而降低了生产成本。例如，特斯拉Model 3的74kWh电池包，如果使用18650电芯，需要超过7200个电芯片；而使用2170电芯，需要超过4416个电芯片；但若采用4680电池，仅需950个左右的电芯。
4680电池的生产还采用了一种创新的干式电极制造工艺，这是一种无溶剂化的生产技术，通过高剪切和/或高压加工步骤来破碎和混合材料，形成更厚的电极膜结构。与传统的湿式电极制造工艺相比，干式工艺无需使用有毒的NMP溶剂，因此在材料、时间和人工等生产成本上都有显著节省。
然而，干式电极工艺也面临着挑战。由于市售的粘结剂颗粒较大，直接用于干法电极不能均匀分散，导致良品率低，影响了4680电池的量产进度。为了克服这一瓶颈，特斯拉在2019年收购了麦克斯韦公司，该公司拥有先进的干式电极技术，原本用于制造超级电容器。特斯拉保留了这项技术，并不断进行完善，最近还提交了关于干式电极技术的专利申请，均已获得美国专利局的批准。
其中专利一则是微米颗粒非纤维化粘接剂干式电极膜的混合物及制备方法，对干电极膜、非纤维化粘合剂的材料都提出了制备标准；专利二则是用于干电极的粘合剂钝化膜组合物及其制备方法。
因此不难看出，这三四年时间里，特斯拉对于4680电池的研究都在致力于突破干式电极工艺的难点。有媒体报道，特斯拉在今年第二季度财报会议公布了4680电池的最新消息。
消息显示，特斯拉4680电池已经实现量产，今年第2季度产量比第1季度增加了50%。而采用了干式电极工艺的4680电池率先装配的是Cybertruck，并进入了车辆测试验证阶段。在成本上4680电池由于采用干式工艺不再使用NMP溶剂，制造成本下降14.2-19%，但良品率是目前首要的目标。
特斯拉4680电池技术的不断成熟和量产的实现，特斯拉不仅在电池性能上取得了突破，也在生产成本上实现了显著降低，其卓越的性能和成本效益，将进一步推动全球能源转型，加速电动汽车的普及。
