Sel Baterai 4680

Sel 4680 adalah sel litium-ion silinder berukuran besar buatan Tesla, baterai isi ulang yang memakai ion litium untuk membawa muatan listrik, dan namanya menunjukkan ukurannya: diameter 46 milimeter dan tinggi 80 milimeter. Tesla memperkenalkannya di Battery Day pada 22 September 2020, dalam presentasi Elon Musk dan Drew Baglino, yang saat itu menjabat wakil presiden senior rekayasa sistem penggerak dan energi Tesla. Strateginya adalah membuat sel lebih besar, lebih murah diproduksi, dan menjadikan baterai bagian dari rangka mobil, alih-alih baki yang menempel di bagian bawah.

Apa Itu Sel 4680?

Sel 4680 adalah tabung baja yang sedikit lebih besar daripada baterai senter ukuran D, dan Tesla merancangnya untuk diproduksi hingga ratusan juta unit. Rencananya, sel ini menjadi sel standar di kendaraan Tesla generasi baru, dimulai dari Cybertruck lalu masuk ke sebagian Model Y, disusul Cybercab dan Semi. Tujuannya adalah sel yang cukup murah, dan diproduksi dalam volume yang cukup besar, untuk menurunkan harga mobil listrik.

Mengapa Sel 4680 Dibuat

Sel silinder kecil Tesla sebelumnya, 18650 lalu 2170, sudah mencapai batasnya. Melewati titik tertentu, sel kecil menjadi lebih mahal untuk setiap satuan energi yang disimpannya, dan memproduksinya dalam jumlah jutaan berjalan lambat. Karena itu, Tesla merancang sel lebih besar yang menyimpan lebih banyak energi per tabung, sehingga jumlah tabung yang harus dibuat dan disambungkan untuk setiap mobil lebih sedikit. Tesla menetapkan targetnya dengan pembanding sel 2170 yang lebih lama.

Target sel itu adalah energi 5 kali lipat, daya 6 kali lipat, dan jarak tempuh 16 persen lebih jauh, bagian dari rencana Battery Day untuk memangkas biaya per kilowatt-jam baterai Tesla sebesar 56 persen. Desain sel diharapkan menyumbang 14 dari 56 poin tersebut; pabrik sel yang lebih murah, material anode dan katode baru, serta pemasangan sel ke dalam struktur mobil diharapkan menyumbang sisanya.

Cara Kerjanya

Gagasan pertama dalam desainnya adalah elektroda tanpa tab (tabless). Alih-alih beberapa tab logam kecil yang mengalirkan arus keluar dari lembaran foil yang digulung, foil itu tersambung ke tutup sel di sepanjang tepinya. Cara ini menurunkan hambatan internal dan membantu sel membuang panas, sehingga daya yang dihasilkan lebih besar dan umurnya lebih panjang. Gagasan kedua dan ketiga menyangkut material: anode kaya silikon, yaitu elektroda negatif yang mampu menampung lebih banyak litium berkat silikon, dan katode berkadar nikel tinggi, yaitu elektroda positif yang hanya memakai sedikit kobalt, logam termahal di dalamnya. Gagasan keempat adalah paket baterai struktural, tempat sel-sel direkatkan menjadi lempengan kokoh yang menjadi bagian dari rangka mobil, alih-alih baki yang dibaut di bagian bawah. Paket baterai Cybertruck menjadi contoh terbaiknya, dengan kapasitas sekitar 123 kilowatt-jam.

Proses elektroda kering tidak terlihat dari luar sel. Elektroda konvensional dilapisi dalam bentuk bubur basah lalu dikeringkan di oven panjang yang boros daya. Proses Tesla menekan bubuk kering menjadi lapisan tipis dan melewatkan pelarut serta oven, tahap yang paling banyak menyedot energi dalam pembuatan baterai.

Hitung-hitungan Ekonomi Sel 4680

Hasilnya diharapkan terlihat pada biaya per kilowatt-jam. Tesla menjalankan jalur produksi 4680 berkapasitas terpasang 40 gigawatt-jam di Giga Texas, di samping pabrik katode miliknya di sana dan kilang litium di dekat Corpus Christi. Pasokan baterai sejak lama membatasi jumlah mobil yang bisa dibuat Tesla, dan membuat sel sendiri memberinya kendali lebih besar atas volume, margin, dan paparan tarif atas sel impor.

Status Terkini Sel 4680

Setiap jalur produksi baru dimulai bertahap, seperti kata Elon Musk: makin banyak komponen dan langkah baru, makin panjang masa peningkatan produksinya, dan sel 4680 punya banyak langkah baru. Hitungan produksinya memperlihatkan kenaikan itu.

Mobil pertama yang memakai sel 4680 dikirim pada April 2022 dalam acara Cyber Rodeo, peresmian Gigafactory Texas. Giga Texas membuat sel ke-50 juta pada Juni 2024, dan pabrik-pabrik Tesla melewati 100 juta sel pada September tahun itu. Langkah terpenting bagi biaya datang berikutnya: dalam laporan kuartal IV 2025 yang dirilis pada 28 Januari 2026, Tesla menyatakan telah membuat anode dan katode dengan proses kering di Austin dan mulai merakit paket baterai untuk sebagian Model Y dengan sel 4680 buatannya sendiri.

Apa Selanjutnya

Sel 4680 telah menggerakkan setiap Cybertruck sejak pengiriman dimulai pada 2023. Sel elektroda kering terbaru Tesla mulai dipasang pada sebagian Model Y yang dibuat di Austin, dan Tesla berencana memperluasnya ke Cybertruck, Cybercab, dan Semi sepanjang 2026 dan 2027. Dalam laporan kuartal I 2026, Tesla juga melaporkan peningkatan pemurnian litium, produksi katode, dan sel litium besi fosfat (LFP), kimia baterai yang lebih murah, miliknya sendiri. Dengan begitu, sel 4680 kini menjadi salah satu bagian dari rantai pasok yang dijalankan Tesla dari litium murni hingga paket baterai jadi.

Kesimpulan

Tesla membuat sel 4680 untuk menurunkan harga mobil listrik dengan mengubah cara sel dibuat. Kedua elektroda kini dibuat dengan proses kering di Austin dan sel itu mulai dipasang di paket baterai Model Y, sehingga ujian berikutnya adalah biaya per kilowatt-jam dalam produksi bervolume besar.