5.阴极
不同的产品使用不同的电极。LFP 4680用于低续航车辆和储能电池，专注于提供更多的循环时间。镍锰4680电池用于中档车辆和首页用电池。高镍4680电池用于Cybertruck和Semi。
特斯拉的正极材料专注于高镍和无钴方向，但尚未提出任何主流路径之外的创新。它们使用NCA单晶路线通过提高电压来提高能量密度，其材料的热稳定性可与磷酸铁锂相媲美。
5.1. NCA
三元正极材料路线一般分为两条路径：NCA（镍钴铝），特斯拉采用。NCM（镍钴锰），如NCM523、NCM622、NCM811，被宁德时代（宁德时代新能源科技有限公司）等公司使用。
元素在正极材料中的作用如下：镍：提高电池能量密度，降低电池成本。这对于提高电池的续航里程至关重要。钴：为阴极提供结构稳定性，但价格昂贵且环境污染大。锰、铝：提高材料的导热性、稳定性和安全性。铁：作为镍的替代品，它的能量密度较低，但价格较低，充放电循环次数较高。与NCM相比，NCA具有更高的能量密度和更严格的制造要求，但安全性略低。特斯拉增加了其NCA配方中的镍含量并降低了钴含量，从而提高了能量密度并降低了成本。
三元正极材料路线一般分为两条路径：NCA（镍钴铝），特斯拉采用。NCM（镍钴锰），如宁德时代使用的NCM523、NCM622、NCM811：元素在正极材料中的作用如下：镍：提高电池能量密度，降低电池成本。这对于提高电池的续航里程至关重要。钴：为阴极提供结构稳定性，但价格昂贵且环境污染大。
锰、铝：提高材料的导热性、稳定性和安全性。铁：作为镍的替代品，它的能量密度较低，但价格较低，充放电循环次数较高。与NCM相比，NCA具有更高的能量密度和更严格的制造要求，但安全性略低。特斯拉增加了其NCA配方中的镍含量并降低了钴含量，从而提高了能量密度并降低了成本。
5.2.单晶
与增加镍含量以提高能量密度不同，单晶旨在通过增加正极材料的电压来提高能量密度。单晶材料更适合高压，因为它们没有晶界，可以提高三元电池的热稳定性和循环性能。5系列中具有代表性的高压单晶材料是镍55电池。它使用与NCM523相同的镍含量，但达到了NCM811的能量密度，同时在材料方面也表现出更突出的热稳定性，与NCM811相比成本更低。
5.3. 4680电池阴极趋势
4680电池采用三种不同的阴极材料：磷酸铁（LFP）、镍锰铝（NMA）和高镍（NCA）。
5.3.1.高镍方向目前主导4680电池
高镍版本目前是特斯拉4680电池的主要方向。它旨在用于Cyber truck和Semi等高速车辆。此外，Model 3和Model Y的远程和高性能版本也可以使用这种高镍变体。
5.3.2. 4680镍锰版本沿用高镍版本
在4680电池的高镍版本技术成熟后，特斯拉将开发镍锰版本，用于Model Y等中档车辆和首页用电池。
5.3.3.磷酸铁阴极在4680电池中的潜在用途
在4680电池中有可能使用磷酸铁作为正极材料。特斯拉在电池发布会上没有提及其循环性能，因为硅基阳极往往会膨胀，从而减少充放电循环次数。一旦4680电池技术的镍锰变体成熟，磷酸铁版本4680可能会推出。这种变体将用于低成本汽车和储能电池，专注于高循环性能。
4680电池的发展，从高镍变体到镍锰变体，最终到磷酸铁变体，将推动该行业对相关材料的需求。
6.产业化进展
6.1特斯拉在2020年率先宣布推出4680电池，并计划到2030年达到3 TWh的产能。
6.2 EVE和Panasonic在大型圆柱形电池领域处于领先地位。
6.3 LG、三星、宁德时代、BAK和SVOLT等其他电池公司也取得了重大进展。
7.结论
4680电池的核心创新工艺包括：大电芯+全极耳设计+干电极技术。这些进步增强了电池电量和安全性，提高了生产效率和快速充电性能，并降低了电池成本。这允许进一步提高能量密度和循环性能。当前的技术挑战在于全极耳的生产和焊接以及干电极工艺。
