4680 बैटरी सेल

4680 टेस्ला का बड़ा सिलेंड्रिकल लिथियम-आयन सेल है, यानी ऐसी रिचार्जेबल बैटरी जिसमें चार्ज लिथियम आयन ढोते हैं। इसका नाम ही इसका आकार बताता है: 46 मिलीमीटर चौड़ा और 80 मिलीमीटर ऊंचा। टेस्ला ने इसे 22 सितंबर 2020 को बैटरी डे पर पेश किया, जहां एलन मस्क और उस समय टेस्ला के पावरट्रेन और एनर्जी इंजीनियरिंग के सीनियर वाइस प्रेसिडेंट ड्रू बैगलिनो ने इसे दिखाया। रणनीति यह थी कि सेल को बड़ा किया जाए, उसे बनाना सस्ता किया जाए और बैटरी को कार के नीचे लगी ट्रे के बजाय कार के ढांचे का हिस्सा बनाया जाए।

4680 सेल क्या है?

4680 स्टील का एक डिब्बेनुमा सेल है, जो टॉर्च में लगने वाली D-साइज बैटरी से थोड़ा बड़ा है, और टेस्ला ने इसे करोड़ों की संख्या में बनाने के लिए डिजाइन किया। योजना इसे टेस्ला की नई गाड़ियों का मानक सेल बनाने की थी: शुरुआत साइबरट्रक से, फिर कुछ मॉडल Y कारें, और उसके बाद साइबरकैब और सेमी। लक्ष्य था ऐसा सेल जो इतना सस्ता हो और इतनी बड़ी संख्या में बने कि इलेक्ट्रिक कार की कीमत नीचे आ जाए।

4680 सेल की जरूरत क्यों पड़ी

टेस्ला के पुराने छोटे सिलेंड्रिकल सेल, पहले 18650 और फिर 2170, अपनी सीमा तक पहुंच चुके थे। एक हद के बाद छोटा सेल अपनी हर यूनिट ऊर्जा के लिए ज्यादा महंगा पड़ता है, और उन्हें लाखों की संख्या में बनाना धीमा काम है। इसलिए टेस्ला ने एक बड़ा सेल डिजाइन किया जिसमें हर डिब्बे में ज्यादा ऊर्जा आती है, यानी हर कार के लिए कम सेल बनाने और जोड़ने पड़ते हैं। टेस्ला ने अपने लक्ष्य पुराने 2170 सेल को आधार बनाकर तय किए।

सेल के लक्ष्य थे 5 गुना ऊर्जा, 6 गुना पावर और 16 प्रतिशत ज्यादा रेंज। यह बैटरी डे की उस योजना का हिस्सा था जिसमें टेस्ला की बैटरियों की प्रति किलोवाट-घंटा लागत 56 प्रतिशत घटानी थी। इन 56 अंकों में से 14 अंक सेल के अपने डिजाइन से आने थे; बाकी सस्ती सेल फैक्ट्रियों, नए एनोड और कैथोड मटीरियल और सेल को कार के ढांचे में जोड़ने से आने थे।

यह कैसे काम करता है

डिजाइन का पहला विचार “टैबलेस” इलेक्ट्रोड है। लपेटी हुई फॉइल से करंट बाहर ले जाने के लिए दो छोटे धातु टैब लगाने के बजाय फॉइल अपनी पूरी लंबाई में ढक्कन से जुड़ती है। इससे अंदरूनी रेजिस्टेंस घटता है और सेल गर्मी आसानी से बाहर निकाल पाता है, इसलिए यह ज्यादा पावर देता है और ज्यादा समय तक चलता है। दूसरा और तीसरा विचार मटीरियल से जुड़ा है: सिलिकॉन से भरपूर एनोड, यानी नेगेटिव इलेक्ट्रोड, जो सिलिकॉन की वजह से ज्यादा लिथियम रख पाता है, और हाई-निकेल कैथोड, यानी पॉजिटिव इलेक्ट्रोड, जिसमें सबसे महंगी धातु कोबाल्ट बहुत कम लगती है। चौथा विचार स्ट्रक्चरल पैक है, जिसमें सेल एक मजबूत स्लैब में चिपकाए जाते हैं जो नीचे बोल्ट से लगी ट्रे के बजाय कार के ढांचे का हिस्सा होता है। साइबरट्रक का लगभग 123 किलोवाट-घंटा का पैक इसका सबसे अच्छा उदाहरण है।

ड्राई-इलेक्ट्रोड प्रोसेस सेल के बाहर से नहीं दिखता। पारंपरिक इलेक्ट्रोड पर गीले घोल की परत चढ़ाई जाती है और फिर लंबे, बहुत बिजली खाने वाले ओवन में सुखाया जाता है। टेस्ला का प्रोसेस सूखे पाउडर को दबाकर फिल्म बनाता है और सॉल्वेंट और ओवन, दोनों को हटा देता है, जो बैटरी निर्माण का सबसे ज्यादा ऊर्जा खाने वाला चरण है।

4680 सेल का अर्थशास्त्र

इसका फायदा प्रति किलोवाट-घंटा लागत में दिखना है। टेस्ला गीगाफैक्ट्री टेक्सास में 40 गीगावाट-घंटा (GWh) की स्थापित क्षमता वाली 4680 लाइन चलाती है, जिसके पास ही उसका अपना कैथोड प्लांट है, और कॉर्पस क्रिस्टी के पास उसकी लिथियम रिफाइनरी है। बैटरी की सप्लाई लंबे समय से तय करती आई है कि टेस्ला कितनी कारें बना सकती है, और अपने सेल खुद बनाने से कंपनी का उत्पादन की मात्रा, मार्जिन और आयातित सेल पर लगने वाले टैरिफ पर ज्यादा नियंत्रण रहता है।

4680 की मौजूदा स्थिति

एलन मस्क के मुताबिक हर नई प्रोडक्शन लाइन धीरे-धीरे शुरू होती है: जितने ज्यादा नए पुर्जे और चरण, उत्पादन बढ़ने में उतना ज्यादा समय, और 4680 में कई नए चरण थे। उत्पादन के आंकड़े यह बढ़त दिखाते हैं।

4680 सेल वाली पहली कारें अप्रैल 2022 में गीगाफैक्ट्री टेक्सास के उद्घाटन समारोह साइबर रोडियो में डिलीवर हुईं। गीगाफैक्ट्री टेक्सास ने जून 2024 में अपना 5 करोड़वां सेल बनाया, और उसी सितंबर टेस्ला के प्लांट 10 करोड़ सेल का आंकड़ा पार कर गए। लागत के लिहाज से सबसे अहम कदम इसके बाद आया: 28 जनवरी 2026 को जारी 2025 की चौथी तिमाही के अपडेट में टेस्ला ने बताया कि वह ऑस्टिन में एनोड और कैथोड, दोनों ड्राई प्रोसेस से बना रही है और उसने अपने 4680 सेल से कुछ मॉडल Y कारों के पैक बनाने शुरू कर दिए हैं।

आगे की राह

2023 में डिलीवरी शुरू होने के बाद से हर साइबरट्रक 4680 सेल से चलता है। टेस्ला के नए ड्राई-इलेक्ट्रोड सेल ऑस्टिन में बनी कुछ मॉडल Y कारों में लग रहे हैं, और टेस्ला को उम्मीद है कि 2026 और 2027 में ये साइबरट्रक, साइबरकैब और सेमी में भी लगेंगे। 2026 की पहली तिमाही के अपडेट में टेस्ला ने यह भी बताया कि वह अपनी लिथियम रिफाइनिंग, कैथोड उत्पादन और कम लागत वाली केमिस्ट्री लिथियम आयरन फॉस्फेट (LFP) के सेल का उत्पादन बढ़ा रही है। इस तरह 4680 अब उस सप्लाई चेन का एक हिस्सा है जिसे टेस्ला रिफाइंड लिथियम से लेकर तैयार पैक तक खुद चलाती है।

सार

टेस्ला ने 4680 इसलिए बनाया कि सेल बनाने का तरीका बदलकर इलेक्ट्रिक कारें सस्ती की जा सकें। अब ऑस्टिन में दोनों इलेक्ट्रोड ड्राई प्रोसेस से बनते हैं और सेल मॉडल Y के पैक में लग रहा है, इसलिए अगली परख बड़े पैमाने पर इसकी प्रति किलोवाट-घंटा लागत है।