特斯拉再砍 4680 電池製造成本！新專利重新設計內部結構
特斯拉公開最新電池設計專利，提出以金屬箔折邊（Hem）取代傳統極耳（Tab）的設計方式，希望藉由重新設計電池集電方式，減少極耳加工、切割及碎屑處理等製程，進一步降低電池製造成本，同時改善內阻與安全性。
為什麼要改電池設計？傳統極耳成為電流瓶頸
目前包括 Tesla 4680、Panasonic 2170 及 LG Energy Solution 等圓柱鋰電池，大多採用 Jelly Roll 結構，也就是將正極、隔膜及負極材料像蛋糕捲一樣層層捲繞後放入金屬外殼中。
電池產生的電流最後需透過金屬「極耳（Tab）」導出，因此極耳可視為電池的「電流出口」。
（Source：MDPI）
不過，傳統圓柱電池通常僅透過少數極耳收集整片電極的電流，因此距離極耳較遠位置產生的電流，需沿著金屬箔傳輸更長距離才能導出，容易增加內阻與局部發熱。
此外，極耳還需經過雷射切割、開槽、焊接及金屬碎屑清理等製程，也提高設備成本與生產複雜度。
怎麼改？將金屬箔折邊取代傳統極耳
特斯拉早在 2020 年發表 4680 電池時便導入 Tabless（無極耳）設計，希望縮短電流傳輸距離。
不過，此次新專利更進一步，不再透過雷射將金屬箔切割成大量細小極耳，而是直接將未塗覆活性材料的金屬箔邊緣向內折疊形成連續折邊（Hem）。當電極捲繞成 Jelly Roll 後，各層折邊自然接觸，再經壓平與集電板接合，使整個電極邊緣都能參與集電。
（Source： Patent Public Search）
值得注意的是，這項專利並未改變鋰電池的化學材料，而是聚焦於集電結構與製造方式的改善，可搭配磷酸鐵鋰（LFP）、鎳錳鈷（NMC）、鎳鈷鋁（NCA）等不同正極材料，以及濕式或乾式電極製程。
簡化產線並改善電池性能
根據專利內容，新設計可望省去極耳加工、切割、開槽、碎屑處理及相關排氣設備，降低設備複雜度、能源消耗、人工需求與製造廢料，同時提升加工精度及電解液注入時間。
特斯拉也指出，折邊結構有助縮短電子傳輸距離、降低內阻；由於內部結構更加簡化，也可提供更大的熱失控氣體排放通道與內部空間，進一步提升電池安全性。
隨著新設計可縮短電子傳輸距離並降低內阻，市場也看好未來有望進一步改善散熱與充電效率，為下一代高功率快充技術奠定基礎，但實際性能仍須待量產產品驗證。
（首圖來源：Tesla）