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宁德时代CTP 3.0电池包体积利用率创新高,下一步将发力CTC方案

来源:爱集微

#电池#

#产业链#

4天前

集微网消息,“现在大家都比较少谈单电芯能量密度了,已经到了发展天花板,正因为这样,企业都在想办法从结构上进行改变,从物理层面提升能量密度,特斯拉的CTC、比亚迪的CTB、宁德时代的CTP都是这类方案。”锂电行业分析师陈磊表示。

6月23日,宁德时代正式发布“麒麟电池”,即高效电池组CTP 3.0方案。据介绍,宁德时代CTP高效成组技术,通过高集成结构设计,提升电池包体积利用率。从第一代CTP到最新的第三代麒麟电池,电池包体积利用率从55%提升到72%。三元体系的麒麟电池系统能量密度可达255Wh/kg,磷酸铁锂体系可达160Wh/kg。

能量密度达255Wh/kg,续航可超1000公里

SNE Research数据显示,今年1-4月,宁德时代动力电池装机量为41.5GWh,占全球市场份额33.7%,装机量略低于其后2-4名3家企业之和,继续位列全球第一。近日,中国汽车动力电池产业创新联盟也发布消息称,宁德时代5月国内动力电池装车量达8.51GWh,市场份额超45%。

作为全球动力电池产业的领跑者之一,宁德时代在技术创新方面也走在行业前列,6月23日下午,备受市场关注的“麒麟电池”正式面世,也是宁德时代大力推进的第三代高效电池组CTP 3.0方案。事实上,在今年3月末的电动汽车百人会高层论坛上,宁德时代对CTP 3.0已有过适度披露。

据介绍,麒麟电池通过打破横纵梁、水冷板、隔热垫的传统独立设计,开创性地取消了这3个传统结构,并将其集成为多功能弹性夹层,以此大幅提高系统集成效率。基于热交换需求,麒麟电池将传统设在底部的水冷功能件置于电芯之间,使换热面积扩大4倍,将电芯控温时间缩短至原来的一半,支持5分钟快速热启动,在极端情况下,电芯支持极速降温,阻隔电芯间的异常热量传导,同时,其底部空间为共用形式,通过合理排布,还能增加6%的能量空间。

另外,在多功能弹性夹层内搭建微米桥连接装置,灵活配合电芯呼吸进行自由伸缩,提升电芯全生命周期可靠性。由电芯与多功能弹性夹层组成一体化能量单元,在垂直于行车方向上构建更稳固的受力结构,提高电池包结构强度与抗冲击能力。

整体看,全新设计方案同时起到了支撑、冷却、隔热、缓冲4大作用,通过物理结构改变提升电池包的安全性以及空间利用率,并有效提升电池的能量密度。宁德时代表示,“这是电池结构史上又一次空间创新”。

回顾CTP升级方案发现,宁德时代一直在做“减法”,其第一代产品去掉模组的侧板,第二代去掉模组两个端板,并用箱体横纵梁替代端板,第三代麒麟电池则把横纵梁、水冷板、隔热垫也去掉,并做集成设计,不断向电池包“要”空间。通过3次做“减法”,宁德时代麒麟电池的电池包体积利用率已从第一代的55%提升至目前的72%,电池能量密度也得到显著提升,三元体系方面,已从第一代、第二代的180Wh/kg、200Wh/kg提升至255Wh/kg;如为磷酸铁锂体系,能量密度可达160Wh/kg。

宁德时代首席科学家吴凯曾表示,麒麟电池是目前全球集成度最高的电池,在相同化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量比4680系统可以提升13%。行业同时分析认为,麒麟电池在能量密度、成组效率、空间利用率等方面较4680电池具有明显优势,续航里程可从第一代的500公里提升至1000+公里。

宁德时代麒麟电池与4680大圆柱电池比较(来源:宁德时代)

CTP 3.0将于明年量产,下一步将发力CTC方案

在发布麒麟电池之时,宁德时代同步披露,CTP 3.0方案电池包将于2023年起在其全球灯塔工厂量产。据了解,该工厂位于宁德时代总部,于2021年9月被世界经济论坛(WEF)认证为“全球灯塔工厂”,工厂采用了库卡机器人等智能装备,利用人工智能、先进分析和边缘/云计算等技术,制造1颗电芯仅需1.7秒,且该速度下仅有十亿分之一的缺陷率。

需要注意的是,除了如上性能,麒麟电池还支持4C快充应用。受益于其更高效的电芯安全及温度控制技术,麒麟电池能适应更大电流及更高电压,快充模式下,可实现10分钟将电能补充至80%。据宁德时代数据,在快充表现上,麒麟电池也比4680电池拥有更优异的表现。

受麒麟电池利好,宁德时代供应链企业于6月23日再次迎来了一次股价大涨,其中,铝合金结构件供应商银邦股份上涨9.58%,导热材料供应商飞荣达上涨5.74%,高镍单晶正极材料供应商容百科技上涨4.65%,电芯结构件供应商科达利上涨4.28%,电解液供应商瑞泰新材上涨3.81%,负极材料供应商百川股份也有1.83%的涨幅。其他锂电供应链企业中,天赐材料、新宙邦、杉杉股份、璞泰来、天奈科技股价均受益上涨。

事实上,主流动力电池企业中,除宁德时代外,LG也已公开相关的CTC技术专利。与电池厂商不同,主机厂借助自身的整体集成优势,支持进一步“节约”电池包结构件,如比亚迪的CTB技术,其把电池包上盖板去掉,与车身底盘共用一块结构件。目前,零跑汽车、比亚迪、宁德时代均推出了各自的新一代轻量化方案,虽然设计上有所不同,但目的一致,即通过改变电池包物理结构来实现轻量化以及提升电池能量密度,这已成为各电池厂和主机厂的发展新方向。

除国内这几家领跑的企业外,特斯拉的CTC方案也已在路上,美国电动汽车初创公司Canoo、福特、沃尔沃、大众等更多主机厂也有相关电池、车身一体化轻量化计划。

锂电行业分析师陈磊表示,“现在大家都比较少谈单电芯能量密度了,已经到了发展天花板,正因为这样,企业都在想办法从结构上进行改变,从物理层面提升能量密度,特斯拉的CTC、比亚迪的CTB、宁德时代的CTP都是这类方案。”其同时认为,企业未来还将会在物理结构上继续优化,在提升电池包能量密度的同时,实现轻量化,延长电动车的续航里程。

据了解,CTP并非宁德时代的终极目标,其未来还将加强与主机厂深度捆绑,进一步推出更轻量化的CTC方案。根据此前公开信息,华为智能汽车解决方案BU智能车控领域总经理蔡建永已加入宁德时代,负责其CTC电池底盘一体化技术开发,并计划于2025年推出。

(校对/James)

责编: wenbiao

Andy

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