鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1062次 | 2021年07月29日
從寧德時(shí)代CTP到比亞迪刀片電池 解鎖動(dòng)力鋰離子電池的“新”
當(dāng)我們提出新能源汽車最關(guān)鍵的部分有什么這樣的問(wèn)題時(shí)，得到的答案基本都是電池。
的確，如今新能源汽車的絕大部分命門都在電池上。成本，安全，能量密度，充電效率，甚至謠言中的輻射，都與電池筆直相關(guān)?？梢哉f(shuō)，新能源汽車的迅速普及正是得鋰離子電池益于電池技術(shù)的進(jìn)步和成本的不斷下降數(shù)據(jù)顯示，十年來(lái)電池制造成本下降了85%，2019年電池系統(tǒng)成本降低到0.6-1元/Wh。
電池技術(shù)是新能源汽車發(fā)展的重中之重，之前如此，今后大概率也將如此。以此推理，想要借新能源之勢(shì)實(shí)現(xiàn)彎道超車的我國(guó)汽車行業(yè)，在面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)、面對(duì)同樣不斷進(jìn)化的燃油車時(shí)，勢(shì)必要拿出些動(dòng)力鋰離子電池范疇的新，才有可能贏下這場(chǎng)變革。
新的十年到來(lái)，已經(jīng)達(dá)到500-600km的續(xù)航能力還能更上一層嗎？充電時(shí)間還能進(jìn)一步縮短嗎？動(dòng)力鋰離子電池的極限又在哪里？
探索一直在持續(xù)，CTP（CellToPack）技術(shù)便是頗具代表性的一個(gè)。這一概念在最近由于寧德時(shí)代以及比亞迪的刀片電池而燃起了一定的熱度。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
CTP：老名詞的新發(fā)展
眾所周知，電動(dòng)汽車所搭載的電池組，通常是由電芯（Cell）組裝成模組（Module），再將數(shù)個(gè)模組集成為電池組（Pack），形成了電芯-模組-電池組的三級(jí)裝配模式。例如采用三元鋰離子電池的特斯拉ModelS，會(huì)將數(shù)千個(gè)圓柱形電芯集成為十幾個(gè)模組（Model3簡(jiǎn)化了為4個(gè)大尺寸模組），這樣的好處在于大大簡(jiǎn)化了裝配的復(fù)雜程度，提高了加工效率，同時(shí)模組化設(shè)計(jì)也便于后期的維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)模塊或模組的更換。
然而模組也新增了不少額外的零部件，這些都會(huì)導(dǎo)致電池組的成本、重量上升。與之相對(duì)的CTP技術(shù)便是筆直從電芯（Cell）到電池組（Pack），省去了模組（Module）的步驟，來(lái)?yè)Q取成本、空間和輕量化上的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)方式上緊要有兩種，第一是采用完全無(wú)模組的方式，第二則是以大模組替代小模組。
其實(shí)，CTP并非新技術(shù)，往日也曾使用于磷酸鐵鋰離子電池及商用客車范疇磷酸鐵鋰離子電池較強(qiáng)的穩(wěn)定性和大型客車廣闊的電池排布空間使CTP成為可能。將CTP使用在乘用車范疇則是最近掀起的趨勢(shì)鉅大鋰電。
去年德國(guó)法蘭克福國(guó)際車展上，寧德時(shí)代公布了全新的CTP（CelltoPack）電池?zé)o模組化技術(shù)，受到了廣泛關(guān)注。目前有包括北汽、蔚來(lái)、威馬、哪吒等在內(nèi)的國(guó)內(nèi)車企都打算通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)新的電池系統(tǒng)。而寧德時(shí)代也并非國(guó)內(nèi)第一個(gè)公布該技術(shù)的公司，2019年七月九日蜂巢能源就公布了該技術(shù)，作為主機(jī)廠的比亞迪同樣有相關(guān)研發(fā)。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
優(yōu)點(diǎn)與劣勢(shì)
之所以有這樣的熱度，很大程度上是由于CTP優(yōu)點(diǎn)非常筆直可見：寧德時(shí)代的數(shù)據(jù)顯示，CTP電池組體積利用率可以提高15%-20%，電池組零部件數(shù)量減少40%，加工效率提升50%，鋰離子電池廠家電池組能量密度提升10%-15%，可以達(dá)到200Wh/kg以上，電池的制造成本也大幅降低。
而依據(jù)蜂巢能源給出的數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)590模組相比，CTP第一代減少了24%的零部件，第二代成組效率提升了5-10%，空間利用率提升5%，零部件數(shù)量再減少22%。
那么風(fēng)鋰離子電池險(xiǎn)和劣勢(shì)呢？從某個(gè)角度講，模組所帶來(lái)的好處正是CTP所要處理的問(wèn)題。
CTP對(duì)電芯的一致性的要求更高，例如電芯在工作時(shí)的形變和散熱性能在沒(méi)有模組化管理后都要重新考量。而電芯的原材料、類型、加工工藝等均需進(jìn)一步優(yōu)化。
取消了模組，也就取消了電芯在模組級(jí)別的防護(hù)，相應(yīng)的bMS采樣和控制策略也要進(jìn)行更改。
由于模組結(jié)構(gòu)的弱化，使得前期電芯的裝配固定和后期維修、改動(dòng)的難度都大大新增。
當(dāng)然，正如人們所說(shuō)，除去技術(shù)，CTP背后也是電池廠商和車企的博弈。對(duì)電池廠商來(lái)說(shuō)，做電池組必然要比模組更賺錢，而電池廠商轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP恰恰為做整個(gè)PACK鋪平了道路。
實(shí)例：比亞迪的刀片電池
一月十一日的我國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2020）上，王傳福表示，比亞迪開發(fā)的刀片電池今年將實(shí)現(xiàn)首次量產(chǎn)，并首次搭載比亞迪新車型漢。
所謂刀片電池即長(zhǎng)電芯方法，將電芯進(jìn)行扁平化設(shè)計(jì)。依據(jù)比亞迪專利顯示，刀片電池長(zhǎng)度最長(zhǎng)可以達(dá)到2500mm，是傳統(tǒng)一般磷酸鐵鋰離子電池的10倍以上，可以極大提升電芯的成組效率。此外，它還不限于某一個(gè)特定尺寸，而是可以依據(jù)不同需求變?yōu)椴煌叽绲囊幌盗须娦?。相比傳統(tǒng)鐵電池，刀片電池在體積比能量密度上提升了50%，具有高安全、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，整車壽命可達(dá)百萬(wàn)公里以上。
目前，比亞迪乘用車所搭載的多數(shù)已是三元鋰離子電池，而隨著刀片電池的推出，磷酸鐵鋰離子電池即將殺回乘用車板塊。
一系列的數(shù)據(jù)讓人無(wú)限遐想，而實(shí)際效果要怎么樣也將隨著量產(chǎn)而經(jīng)受市場(chǎng)的檢驗(yàn)。
無(wú)論是寧德時(shí)代的CTP技術(shù)還是比亞迪銳利的刀片電池，都是國(guó)內(nèi)廠商在優(yōu)化電池組方面的大膽嘗試，而這背后又隱藏著電芯制造技術(shù)的提升。安全，能量密度，體積，成本，技術(shù)的發(fā)展正是這些因素之間不斷博弈的結(jié)果。平衡，打破平衡，再次平衡，也正是在這一過(guò)程中，人們對(duì)新能源汽車的將來(lái)愈發(fā)有信心。
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