前言：

6月14日，特斯拉公司对其前供应商美国马修国际公司（Matthews International Corp.）发起了挪用商业秘密、违反合同和不正当竞争的指控，并要求被告赔偿约10亿美金。

马修国际曾于2019年开始，为特斯拉供货相关电池制造设备。同年，特斯拉收购了干法电极工艺的技术龙头——Maxwell Technologies公司，主要目标是将其干电极技术应用至4680电池的生产中。

（马修国际针对特斯拉指控发出的新闻稿 图片来源：Matthews International Corp.）

特斯拉表示，公司出于业务合作需要，将Maxwell的工艺分享给了马修国际，但后者多次在公开场合表明，自己拥有原本属于特斯拉的干法电极生产技术。同时，特斯拉认为马修公司的不当行为，对公司旗下的相关专利造成了严重的商业损害。

最为严重的是，特斯拉表示，马修国际已经将该项核心技术的工艺流程透露给了其他公司。

而马修国际则表示，特斯拉正在借助自身行业地位，打压公司发展并不当窃取相关技术，以限制公司向业内其他公司提供干法电极（DBE）解决方案。同时，马修国际表示，特斯拉诉状内容相当陈腐，并未指出公司到底侵犯、透露了其具体哪项干法技术。

作为致力于“向全行业公开专利，以促进行业进步”的专利“大善人”，为什么要在干法电极工艺上锱铢必较？

因为这项技术，将直接决定特斯拉的锂电业务能否在在下一代电池中取得领先地位。

一、砍掉湿法电极的核心原因

在电池制造中，电极工序是整个流程中最重要的环节，对电池性能起到决定性影响。同时，极片生产约占工厂运营成本（设备、人工、厂房）的35%、能源成本的57%，也是电芯制造中成本最高的环节。

而特斯拉坚持干法电极的根本目的，就是替代原来的湿法电极工艺。

但在这，要提一个观点，鉴于特斯拉电池没有外供客户，同时其产能相对较低，虽然定义了下一代圆柱电池技术，但我们不必在锂电行业中过于神化这家公司。

坚持传统工艺路线的企业，在制造层面并不是落后的。而特斯拉想要删减的流程，也不能说是完全没有必要的。

在传统湿法极片生产中，需将正极活性物质、导电剂、PVDF粘接剂（添加时将粘结剂溶解在NMP之中）按比例混合，涂覆在集流体表面并辊压。这样做的好处是，极片在NMP溶剂的浸润下，使得粘结剂能够在涂布中均匀分散，从而保证各添加剂与活性材料的充分接触。

（湿法工艺生产流程 图片来源：SMM、平安证券）

简单来说，NMP溶剂（N-甲基吡咯烷酮），是PVDF粘结剂在极片中存在的前提条件。

那么极片中为什么要存在粘结剂？

首先，粘结剂可以帮助极片形成稳定的结构。想必大家都看过正极活性材料的形状，全部为细小粉末。我们可以把正极活性浆料比作水泥，极片看做墙体。如果水泥没有水将其浸润成形，手里抓着一把水泥粉肯定是涂不到墙体上的。

被NMP溶剂溶解后的粘结剂，就可以简单的看做是水泥中的“水”。

但溶剂中的NMP是有毒性的，不能随着极片进入最终产品。因此，在传统湿法工艺中，需要对其进行回收。但由于其沸点高于水，因此在后续烘干中需要提升热风烘烤温度（约为115-125度之间），从而抬升了生产用电量。

而特斯拉执着于干法的目的之一，就是为了砍掉相关烘干流程，降低厂房投资成本，同时减少厂区能源的消耗。

但以上这些均是降本的一个方面。

以特斯拉目前的处境而言，其Semi、Cybertruck两款重磅产品的火爆订单，使其必须具备大规模电池制造的能力。但如果新建电池工厂，以美国市场当下的这个效率而言，这两款产品的批量交付更是遥遥无期。因此，特斯拉希望通过砍掉湿法工艺，来帮助其在既定的区域内提高产能。

作为电池生产的最小母体，产线流程越简单，可复制能力就越强。同时，产线流程的缩减帮助单个车间减小占地面积，在既定厂区内进行车间、产线数量的增加，减少因扩建手续、土建工程进度等问题的影响，进而提升爬坡效率。

这也是特斯拉在降本增效方面的主要意图——在既定区域内，进行多产线复制。

二、死磕干法电极的终极目的

从工艺层面来看，特斯拉干法正极除了砍掉了蒸发工序与溶剂添加工序外，与传统湿法正极还有一个重要区别：

引入了干法制膜工序（粘接剂原纤化为该工序的主流工艺）。

在干法制膜工序（粘接剂原纤化）中，活性物质粉末与导电剂混合后加入PTFE粘接剂（聚四氟乙烯），然后对干混合物施加外部的高剪切力。

这个力，可以简单看做我们用左右手同时上下挤压手中的一个物体。

（剪切力示意图）

在这个力的作用下，PTFE粘接剂会纤维化，形成一个三维方向的“网状”结构，像蜘蛛网一样粘接住电极粉体。同时，由于这个网状结构更加稳定，在电池经过多次循环后，依旧可以保持稳定性，防止极片开裂。

（PTFE粘结剂纤维化电镜图，图中大量丝状物为其纤维化特征）

如果因为单个工艺所造成的整体产能爬坡受阻，那么转换工艺路线是第一选择。但是特斯拉坚持干法电极，并且对相关专利技术的保护态度极强，那么就说明了干法电极除了上述优势外，还有更深层次的影响。

首先，干法电极可以在不改变电池体系的情况下，从制造层面提升电芯整体性能。

在此，我们要引入一个指标解释——材料面密度。面密度是极片设计中的一项重要指标，面密度越高则表示相同面积的极片上，它所占有的活性物质越多，此电芯的能量密度也越高。

面密度（mg/cm2）=厚度（μm）*压实密度（g/cm³）

由于压实密度是由材料自身粒径与形貌决定（铁锂最大压实密度为2.7g/cm³，三元最大压实密度为3.4g/cm³），如果想要提升电芯能量密度，就需要提升极片面密度，对应的就需要提高极片厚度。

上文曾提到，湿法电极工艺必须引入溶剂蒸发工序。但在蒸发过程中，导电剂与活性物质之间会产生缝隙，影响电池性能。而干法电极由于省去了烘干工序，也就不存在空隙问题，因此颗粒之间的接触更为紧密，极片厚度可以对应增加。

根据目前各实验室统计数据，采用干法电极的极片最高可实现30-5000μm的厚度范围（湿法涂布厚度的极限值通常是在160μm左右）。进而帮助电芯实现更高的能量密度。

Maxwell也曾在实验报告中表示，采用干法电极的电池能量密度可以超300Wh/kg，且具备实现500Wh/kg的可能性。

简而言之，干法电极在制备时，是通过一个“力”改变物质的化学特性，从而实现固体之间的紧密联系，进而实现更高的能量密度。

到这里，我们可以发现有一个技术的特点也是要追求固态物质之间的紧密接触，其路线与干法电极的研发思路基本一致——固态电池。

固态电池目前存在的主要问题是，在没有电解液的浸润下，电极与电解质表面的接触不足（固-固界面接触），无法为锂离子传输建立稳定路径，限制了其电化学性能。

这也是特斯拉死磕干法电极的终极目的——在后续固态电池的制造中继续复用干法技术。

与其在未来更激烈的竞争中“技术难产”，还不如现在就解决这个问题，以保证其技术的先发优势。

虽然该干法技术在固态电池的商业化中没有实际应用，但根据文献检索，在2023年9月，韩国高丽大学Dong-Joo Yoo、Seung Ho Choi等团队曾横向对比了湿法电极与干法电极在固态电池中的应用情况。

该团队提取了一个关键指标——覆盖率（活性材料表面覆盖电解质的面积百分比）。

其中，干法电极的覆盖率为67.2%，湿法电极覆盖率为33.3%。干法电极可以在固态电池中实现更好的倍率与循环性能。

而在北京有色金属研究总院王晶团队的文献中，该团队将NCM活性物质与Li3InCl6（卤化物电解质）混合后，通过350MPa压强，使PTEF粘结剂纤维化，得到PTFE干法电极。

结果显示，采用干法电极的极片，正极颗粒与电解质之间的颗粒连接得更加紧密，有效减缓正极与电解质之间接触失活。

不得不佩服特斯拉这家公司，在前沿技术方面近乎疯魔般的态度。作为一家整车制造商，竟然可以因为一项零部件技术的攻关，延期对其拳头产品的交付。

在中国市场，这种情况显然是不允许出现的。

值得庆祝的是，在2022年美国门罗团队（Munro & Associates）拆解4680电池时，通过电镜观测，其负极侧呈现出大面积的纤维结构，并且负极极片厚度超过250μm，断定4680电池已经成功将干法电极导入负极侧。

（门罗团队拆解4680负极电镜图 图片来源：youtube）

三、上游自供一体：特斯拉成为“美国比亚迪”

就算特斯拉突破干法电极技术难点，规模量产了4680电池，鉴于当下的市场环境，单一工艺突破所带来的降本幅度必然是有限的。

因此，我们看到，特斯拉在锂电产业方面的布局正在加速“迪”化。

其布局特征为锂矿-锂盐-正极-电池纵向一体，以提高供应链弹性。同时搭建自供体系，实现规模化降本。在2024年财报会上，马斯克提到了两个关键词：

“独立性”、“垂直”。

目前，特斯拉自供体系已基本成型。在今年的财报会上，马斯克就指出了正极工厂的具体位置（位于得州工厂的后侧），而氢氧化锂精炼厂位于得州南部的罗布斯敦。两个工厂的位置距离也证明了特斯拉确实要入局正极材料领域。

（特斯拉氢氧化锂工厂施工图 图片来源：海外信源）

但根据目前北美三元前驱体（p-CAM）产能分布，符合短期内投产且物流相对便利两个条件的，只有巴斯夫旗下位于加拿大魁北克省贝坎库尔的材料工厂。同时，鉴于巴斯夫在三元专利方面的强势地位，特斯拉或大概率与其进行正极业务的合作。

在资源层面，2023年2月，巴西锂矿商Sigma lithium就与特斯拉多次传出收购“绯闻”。同时，比亚迪驻南美国家董事长Alexandre Baldy也曾表示，公司曾与该家锂矿商在供应协议、合资或收购方面进行了协商。

Sigma lithium公司旗下明星项目为巴西Grota do Cirilo锂矿，已实现小规模商业化量产，一期项目每年可生产27万吨的锂辉石精矿。

鉴于南美锂三角的智利与阿根廷以及墨西哥的民族资源主义已成为社会主流思潮，天齐与赣锋两巨头均吃过亏。玻利维亚又受制于盐湖品质问题短期难以商业化生产。

因此，鉴于巴西的地理位置与其政府对于其境内锂矿的开放态度，想要坚持自主保供策略的特斯拉，远期来看进驻巴西看来是其必选项。

其实特斯拉对于上游资源的布局节奏在世界车企中都非常靠前。在2020年的电池日上，马斯克就曾透露特斯拉已经拿下了内华达州锂粘土矿床超1万英亩的开采权。

（2020年电池日马斯克公布其锂矿端布局 图片来源：Tesla）

以上布局，都是为了4680电池的规模量产做铺垫。但随着4680电池项目负责人巴格里诺（Drew Baglino）的离职，以及其部门裁员20%后，市场对于特斯拉该项技术的质疑声也越来越大。

4680的故事，还能继续讲下去吗？

四、特斯拉的“4680”宏图还在继续

根据目前特斯拉4680产能规划，旗下共有三个主要生产基地与一个实验型生产基地，分别为：

加藤路基地，规划产能4.2GWh（2023年四季度生产1000个电池包，以整车70度带电量计算，对应年化4.2GWh）；

弗里蒙特基地，规划产能16GWh（2022年12月21日，特斯拉投资150万美元该工厂新增4680产能，土地面积为加藤路工厂4倍，推算预计将增加约16GWh的产能）；

内华达工厂，规划产能100GWh（2023年1月25日，特斯拉投资36亿美元扩建内华达超级工厂，增加100GWh的4680电池产能）；

得州工厂，规划产能100GWh（四条生产线中有一条已经投产，其余三条处于调试和安装阶段；未来将全面生产4680电池，年产能预计超过100GWh）

以上共计产能规划约240GWh。从产能规模上看，特斯拉也注定不会延缓4680电池的生产进度。

那么作为公司明星项目的领头人，巴格里诺为什么会从特斯拉离职？

（巴格里诺离职时，马斯克向其表示感谢）

其实，巴格里诺的离职并不能说明特斯拉要延缓4680电池的爬产节奏。

个人认为，巴格里诺与管理层之间的主要导火索之一，是4680电池爬产效率与降本指标遭遇了巨大问题。

根据特斯拉此前公布的4680量产节点统计，从2020年9月发布之日起算，截至目前共生产了5000万颗。

从国内锂电技术媒体“才神道”处获悉，2023年10月特斯拉的正极干法就已经进入C样阶段。因此，特斯拉的三代4680电池极有可能为正负极双干法工艺。

而今年5月，网传特斯拉已向韩国干法电极设备商PNT（People and Technology Inc.）大批量订购生产设备，订单金额约为数百亿韩元，供应其得州工厂的4680产线。

正极导入干法工艺已初见成效，设备也正逐步配套，爬产也在进行，那么问题出在哪？

我们可以通过计算特斯拉的4680量产节点来简单推算，从2022年1月到2023年6月，共计1年零5个月，大约515天，平均生产速度为1.9万颗/天；而从2023年6月到2023年10月，这个阶段是有实质性进展的，大约在8.33万颗/天。

但值得注意的是，在2023年10月-2024年6月的这个时间段内，特斯拉在大约270天内，平均生产速度为11万颗/天，平均日爬产速度相较于去年已明显放缓。

这也间接证明了，4680电池随着产能爬坡的不断加快，大概率是出现了良率不足的问题，导致爬产效率遭遇困境。

根据特斯拉2024年一季度财报会，该公司要在2024年三季度增加四条电池产线。在爬产效率受阻且良率不足的情况下，再将该产品导入四条新产线，那么这个生产成本将成为特斯拉的噩梦。

早在2020年电池日上，巴格里诺就在展示4680电池过程中爆出两组“惊天”数据：

未来，特斯拉电池每kWh成本降低56%，每GWh投资减少69%。

这个数据测算的前提条件，必然是在假定特斯拉4680满产的情况下进行的。但从目前的情况日产11万颗的效率来看，特斯拉远远没有达到这个要求。

那么首当其冲该被问责的，自然是领导这个项目的巴格里诺。

同时，将巴格里诺推向漩涡的，还有松下与LG新能源。消息称，今年2月，这两家公司将在8月左右开始为特斯拉供货4680电池。这也就证明，松下与LG生产的电池性能已经通过了特斯拉的验收。

并且，松下承诺到2030年将其北美生产能力从目前的50GWh拔到200GWh。而LG新能源在本月初也表示，公司将在全球追加7300亿韩元（约合5.67亿美元）的投资，以支持其2025年520GWh的产能规划。

巴格里诺与两家日韩供应商在内部田忌赛马，结果很明显，输了。

从2020开始画饼，降本的饼画了四年，特斯拉还要承担高昂的基建与研发成本，管理层也终于听不下去了。

但上述问题并不是不能解决，需要的是时间。

即便是遭遇重重难题，我们仍然不能否认4680电池的意义。

2023年4月，德国弗劳恩霍夫系统与创新研究所（Fraunhofer）曾基于NCM811正极与石墨体系，以46直径为锚定，对不同高度的电池模型进行检测。

根据其结果，80mm高度下电池的能量密度指标最优，随着高度的增加，其边际性能将逐步递减。

该研究所就指出：“4680电池设计尺寸的特殊性尤其引人注目。”

我们不再赘述该产品在性能方面的优势。从这个产品一发布之际，其身上就背负着变革的使命。

同时，对于未来剑指1000GWh产能的特斯拉而言，圆柱电池目前仍为世界上生产速度最快的封装形式。效率的提升，带动规模的扩大，从而推动成本的下降，这是4680电池发展的核心要义，也是最具吸引力的优势。

结尾

自1991年索尼第一次商业化生产锂离子电池，锂离子电池单体重量能量密度的进步幅度仅约每年3%。即使中国市场凭借电芯成组效率与空间利用率将整车带电量一次次拉升，但液态锂离子电池单体能量密度的进步，是肉眼可见的缓慢。

在这项技术漫长又壮烈的历史中，每一个工艺与技术的迭代，都要面临着巨大的风险与挑战，同时也将带来颠覆与进步。

相比大家已经听惯了某些电池厂商“成组效率第一”、“密度吊打友商”、“6C快充”的措辞，变着花样的掏出新产品，结果在性能与实际表现上，却是微量的改进。

4680电池一次次delay与爬坡，就如同人类文明不断攀爬的过程，有时一大步，有时一小步。我们不必唱衰一家执着于新技术突破的企业，就像锂离子电池开山鼻祖的名字那样：John Goodenough（约翰·古迪纳夫）。

我们的锂离子电池真的Good enough（足够好）？

特斯拉带着自供一体的布局，扛着4680的各种问题，站在暴风眼向全产业宣告：

我们Never enough（永不满足）。