【行业首次拆解】
当特斯拉4680电池凭借“无极耳”设计风靡行业时，电池巨头比亚迪的同规格产品一直保持神秘。直到近日，美国加州大学圣地亚哥分校孟颖教授团队发布重磅研究结果，对比亚迪4680圆柱电池进行了全球首次详细解析。这份研究不仅揭开了比亚迪这款神秘电池的结构面纱，更展现了与特斯拉截然不同的技术路线，为大尺寸圆柱电池的发展提供了全新范本。
为什么4680电池成行业必争之地？
要理解这次拆解的意义，首先得明白4680电池的行业地位。这款以“直径46毫米、高度80毫米”命名的圆柱电池，是特斯拉在2020年电池日推出的重磅规格，体积和容量约为上一代21700电池的5倍，凭借高能量密度和优集成效率，迅速成为新能源汽车和储能系统的核心选择。
作为全球新能源领域的两大巨头，特斯拉和比亚迪对4680技术的解读截然不同。特斯拉选择高镍三元（NMC）化学体系，搭配无极耳设计，主打能量密度极限突破；而比亚迪则坚持自己擅长的磷酸铁锂（LFP）体系，在刀片电池之外，同步推进4680圆柱电池的量产应用。这种技术路线的差异，让市场对两者的实际性能充满好奇。
在此之前，仅有特斯拉4680电池被公开拆解分析，比亚迪4680的内部结构、材料选择和性能表现一直是行业谜团。孟颖教授团队的这次拆解，不仅是首次对外公开比亚迪4680的详细参数，更通过科学测试，直观展现了磷酸铁锂体系在大尺寸圆柱电池上的应用潜力，为行业提供了极具价值的技术参考。
拆解全过程：从外观到内核的层层揭秘
这次拆解的比亚迪4680电池，是研究团队从线上供应商独立采购的量产产品，确保了测试的客观性。整个拆解过程遵循“无损检测-物理拆解-材料分析-性能测试”的科学流程，每一步都精准记录数据。
从外观来看，比亚迪4680电池外套绝缘热缩管，而特斯拉4680则是裸漏的镀镍钢壳，这一设计差异直接体现了两者的绝缘思路不同。通过能谱分析确认，比亚迪4680的壳体为镀镍钢材质，截面富含铁元素，表面则富集镍层，既保证了结构强度，又具备良好的导电性。电池顶部设有小型泄压阀，这是圆柱电池常见的安全设计，用于热失控时释放压力。
物理拆解时，研究团队先用割管器去掉底部壳体，剪断极耳与电极盘的连接后，完整取出了内部的卷芯。卷芯外层用胶带固定，展开后可见清晰的“正极-隔膜-负极”结构：正极采用磷酸铁锂材料，卷高69毫米、长度达5370毫米；负极是纯石墨材质，卷高71毫米、长度5513毫米，比正极略长143毫米，这种设计能有效防止锂析出短路。
最令人意外的是极耳设计：比亚迪4680采用了罕见的多极耳结构，正极配备4条铝极耳，呈90度间隔焊接在金属正极盘上；负极则有3条镍极耳，同样按特定间距布置。而特斯拉4680采用的是无极耳设计，通过折叠电极片形成接触面。这两种设计思路的差异，直接决定了两款电池的性能侧重。
图1. BYD4680电池的尺寸和内部结构。
核心设计亮点：多极耳+中心轴的双重创新
这次拆解最核心的发现，是比亚迪4680在结构设计上的两大创新：多极耳布局和一体化中心轴，这也是它与特斯拉4680最本质的区别。
多极耳设计的优势的很直观：电流传导路径更短。传统圆柱电池通常只有1-2个极耳，电流需要从极片两端长途跋涉到极耳位置，容易产生较大内阻和热量。比亚迪的4条正极极耳和3条负极极耳均匀分布，相当于在极片上设置了多个“电流中转站”，大幅缩短了电流传输距离，有效降低了电池内阻。测试数据显示，这款电池的电荷转移面积比阻抗仅为5.9Ω・cm²，在不同荷电状态下的直流面积比阻抗也仅为6-17Ω・cm²，处于行业领先水平。
另一个关键创新是中心轴设计。拆解发现，比亚迪4680卷芯中心设有一个聚丙烯（PP）材质的六角形空心轴，壁厚约0.66毫米，主要起到结构支撑作用。研究团队通过密封性测试验证，这个中心轴不吸收电解液，在快充或热冲击场景下，能有效防止卷芯塌陷变形，提升电池的机械稳定性。更重要的是，25颗样本电池的中心区域面积和圆度相对标准差均低于0.55%，最低圆度达97.2%，远超常规圆柱电池，这种高一致性为电池包的成组效率和安全性提供了保障。
值得一提的是，比亚迪4680的隔膜同样采用PP材质，与中心轴材质一致，在热稳定性上形成了协同优势。而特斯拉4680的卷芯中心则是空心结构，没有实体轴体支撑，两者的设计逻辑差异明显。
材料选择：坚守磷酸铁锂/纯石墨负极＆无硅添加
在材料体系上，比亚迪4680延续了其深耕多年的磷酸铁锂（LFP）路线，这与特斯拉4680的高镍三元（NMC）体系形成鲜明对比。
拆解确认，比亚迪4680的正极是磷酸铁锂材料，负极是纯石墨材质，并未添加行业热议的硅材料来提升能量密度。这种选择看似保守，实则体现了比亚迪对电池安全性和成本的综合考量。磷酸铁锂材料本身具备热稳定性好、成本低廉、循环寿命长的优势，而纯石墨负极则成熟可靠，能有效避免硅材料体积膨胀带来的循环衰减问题。
通过半电池测试，研究团队测得比亚迪4680正极单面面容量为2.09mAhcm⁻²，负极单面面容量为2.34mAhcm⁻²，正负极容量比（N/P比）为1.1，这个比例能确保电池在充放电过程中，负极有足够的容量空间容纳锂离子，防止锂金属析出，提升电池安全性。
电极涂层工艺也展现了较高的精度：比亚迪4680的石墨负极涂层厚度仅54.5微米，相比特斯拉4680的单层石墨涂层减薄了54%。更薄的涂层不仅能降低离子迁移阻力，还能提升散热效率，为快充和高功率输出提供了基础。
性能实测：功率型定位快充能力超越特斯拉
基于详细的拆解分析，研究团队对比亚迪4680进行了全面的电化学性能测试，结果展现出鲜明的“功率型”产品定位，在快充能力上甚至超越了特斯拉4680。
能量密度方面，以C/5倍率（3A）在2.8-3.65V区间循环测试，比亚迪4680的放电容量达15.41Ah，能量为49.82Wh，计算得出重量能量密度为150.5Wh/kg，体积能量密度为374.6Wh/L。这个数据虽然只有特斯拉NMC4680的60%左右，但考虑到磷酸铁锂材料的本征比能限制，以及更长极片带来的集流体、隔膜等冗余质量，已是行业优秀水平。
循环稳定性表现亮眼：连续10圈循环无静置，容量衰减不足0.1%，库仑效率逐周升高，显示出良好的初期稳定性。根据公开数据，这款电池在室温下以0.5C充放电循环，6000次后容量保持率仍达70%；高温45℃环境下循环2000次后，仍能维持70%以上容量，完全满足电动汽车和储能系统的长寿命需求。
倍率性能是最大亮点：测试显示，比亚迪4680在C/2倍率下可用容量约15.00Ah，2C倍率下仍能达到13.25Ah，回降到C/2倍率后可恢复近15Ah的容量。第5圈1C、2C容量利用率分别达94.7%与87.9%，首圈后库仑效率即稳定在99.8%。更关键的是，与特斯拉4680相比，比亚迪产品1C、2C充入量分别为额定值的97.8%与92.7%，远高于特斯拉的82.8%与71.0%，充分印证了其“功率型”定位的优势。
内阻测试也给出了支撑：在20%荷电状态下，电池的串联电阻为51.5Ω・cm²，电荷转移电阻仅5.9Ω・cm²，毫欧级的低内阻让大电流充放电成为可能，也解释了其出色的快充表现。
图2. 电池内部双面涂极片的SEM（A和B是LFP正极；C和D是石墨负极）。
与特斯拉4680的终极对比：两条路线的博弈
这次比亚迪4680的拆解，让两大巨头的4680技术路线差异完全显现，两种设计哲学的博弈极具行业启示意义。
化学体系上，比亚迪选择磷酸铁锂（LFP），特斯拉采用高镍三元（NMC）。前者胜在安全、稳定、低成本，无钴配方让每千瓦时成本更低；后者则追求更高能量密度，特斯拉4680的重量能量密度达232.5Wh/kg，体积能量密度622.4Wh/L，更适合追求长续航的高端车型。
结构设计上，比亚迪采用多极耳+中心轴组合，特斯拉是无极耳+空心中心。多极耳设计让比亚迪在倍率性能和散热上更具优势，中心轴提升了机械稳定性；无极耳设计则简化了特斯拉的生产工艺，空心中心可用于热管理，但机械支撑性稍弱。
性能侧重上，比亚迪4680是典型的“功率型”电池，快充能力和循环寿命突出，适合城市通勤、快充站配套和储能系统；特斯拉4680则是“能量型”定位，高能量密度能支撑更长续航，更适配长途出行场景。
热管理表现上，磷酸铁锂材料的热稳定性让比亚迪4680的发热量显著低于特斯拉产品。测试显示，特斯拉4680在高充电速率下产生的热量是比亚迪的两倍，需要更复杂的冷却系统支持，而比亚迪凭借材料和结构优势，大幅降低了热管理难度和成本。
拆解意义：重新定义大尺寸圆柱电池的技术方向
孟颖教授团队的这次首次详细拆解，不仅让比亚迪4680电池的技术细节公之于众，更在行业层面具有深远意义。
它证实了磷酸铁锂体系在大尺寸圆柱电池上的可行性。此前行业普遍认为，磷酸铁锂的低比能特性难以适配4680这类大尺寸规格，但比亚迪通过结构优化和工艺提升，成功打造出兼具高功率和长寿命的产品，为行业提供了新的技术思路。
多极耳设计成为大尺寸电池的高效解决方案。对于大尺寸圆柱电池而言，电流传导路径过长是内阻和发热的核心痛点，比亚迪的多极耳布局提供了比无极耳更易量产、更稳定的解决路径，尤其适合对成本和稳定性要求较高的场景。
为储能行业提供了理想选择。比亚迪4680的低内阻、高功率、长循环寿命特性，完美匹配储能系统对快充快放、安全稳定的需求，加上磷酸铁锂的低成本优势，有望加速储能领域的技术升级。
同时，这次拆解也暴露了比亚迪4680的短板：能量密度相对较低，难以满足高端车型对超长续航的需求；多极耳设计对焊接工艺要求更高，可能影响量产效率。这些问题的解决，将成为比亚迪后续技术迭代的重点。
总结：比亚迪的务实创新改写行业竞争格局
这次全球首次详细拆解，让我们看到了比亚迪在4680电池上的务实创新思路：不追求极致的能量密度突破，而是通过结构优化和工艺升级，在磷酸铁锂体系基础上，打造出安全、稳定、低成本、高功率的产品，精准匹配电动汽车和储能系统的核心需求。
比亚迪4680的成功，再次证明了技术路线没有绝对优劣，只有是否适配场景。与特斯拉追求“性能极限”的路线不同，比亚迪选择了“平衡优化”的路径，这种选择既发挥了自身在磷酸铁锂领域的技术积累，又能快速实现量产和成本控制，为新能源产业的普及提供了更具性价比的解决方案。
随着这次拆解带来的技术透明化，行业对4680电池的认知将更加全面，也将推动大尺寸圆柱电池技术的进一步迭代。未来，随着热管理优化和正极材料升级，比亚迪4680的能量密度还有提升空间，而其在快充和循环寿命上的优势，将继续巩固其在中端电动车和储能领域的竞争力。
对于消费者而言，这次拆解带来的最直接影响，就是更多搭载4680电池的高性价比电动车和储能产品即将到来。当技术竞争回归到用户需求本身，最终受益的，终将是每一个新能源消费者。
