2020年9月特斯拉在其“电池日”发布了全新的定制型号电池4680，该电池直径46mm、长80mm，单体电芯较21700相比型号更大，且采用不同的原材料，这样能够减少成本。
按照特斯拉CEO埃隆·马斯克的说法，“4680”型电池能量密度提升5倍、输出功率提升6倍，搭载该电池的电动汽车续航里程可提高16%，新电池能将每千瓦时的成本降低14%。这种方案采用无模组设计，大约有960个电芯组成，能量密度可以提升至 300Wh/kg。同时，4680电池采用全新的“无极耳”技术，使得正负极集流体与盖板/壳体直接连接。使得电流传导面积成倍增大、电流传导距离缩短，从而大幅降低电池内阻，减少发热量延长电池寿命，并提高充放电峰值功率。
有业内人士分析称，假如model3长续航版换4680电池包的话，NEDC估计800公里以上(现在是668公里)。如果算上以后可能的正极负极材料改进，NEDC估计可达1000公里以上。再加上特斯拉的250千瓦V3快充，20分钟就能补回来80%的电。
马斯克还透露，即将于2021年下半年推出的特斯拉ModelSPlaid三电机高性能版将配备全新结构电池组，其中包括全新的4680锂电池。
但是，特斯拉本身生产4680锂电池难以保证其实际需求，必须依托外部力量。业内分析称，特斯拉虽然在电动汽车领域全球领先，但在动力电池领域，特斯拉还是一个后来者和追随者的角色。发布一项技术跟量产一项技术完全不是一个概念。马斯克自己在发布会上就明确表示，量产比研发要难上超过百倍。据国外媒体报道，松下将于2021年为特斯拉制造新型 4680 圆柱电池的原型，参与特斯拉4680电池生产的厂商并非只有松下一家。
