六问六答 | 麒麟电池大揭秘

作为电池技术两大突破方向,材料体系创新和结构创新二者缺一不可。更先进的电化学体系可以让活性物质具备更大的能量,更精简的系统结构可帮助电池包发挥最强效力。

以现有技术来看,未来8-10年电化学体系都很难发生颠覆性改变。所以,结构创新仍然是各电池厂商现阶段的突破重点。

宁德时代前不久发布的麒麟电池,就将结构创新拔到了全新高度:72%的系统体积利用率,全球领先。一同带来的,还有255Wh/kg的系统能量密度、10min快充(电量从10%-80%)、1000+km续航里程。

那么,麒麟电池的背后到底有什么技术?具体创新在什么地方?以下6个问题,一起揭开麒麟电池神秘面纱。

1.什么是CTP技术?

CTP即Cell to Pack,译为无模组电池包,2019年由宁德时代率先推出。相比有模组电池包,CTP省略了相对冗余的模组结构,直接将电芯集成到Pack,对质量和空间利用率都更加友好。

基于这一技术,宁德时代率先将电池包体积利用率提升至55%,彼时,有模组电池包的体积利用率大多维持在40%左右。而麒麟电池,也就是宁德时代第三代CTP技术,系统体积利用率已达到72%。

2.怎么做到的?

大多数动力电池,其内部都会有横纵梁、隔热垫、水冷板的设计,且三者之间都是相互独立的结构,一定程度上形成结构冗余。

宁德时代的创新是,将以上三者整合为一个多功能弹性夹层,结构类似瓦楞纸板,既可配合电芯呼吸进行自由伸缩,又能够作为结构件,提高电池包强度。

除此之外,麒麟电池还选择将电芯倒置,把结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块全部集成到电池包底部,换来了高度方向上6%的空间提升。

3.10min快充,真有那么神?

将水冷板集成到多功能弹性夹层后,冷却位置就从电芯底部转移到了电芯侧面,每一块电芯都可以得到最大的冷却面积。相比底部冷却,其换热面积扩大了足足4倍。

所以,麒麟电池的电芯控温时间就缩短至原来的一半,支持5分钟热启动和4C充电倍率,在充电桩、电网等全部支持的情况下,可实现10min快充(电量从10%-80%)。

另外,冷却效率的提高也可以让麒麟电池做到更极致的电芯堆叠密度,对72%系统体积利用率的达成功不可没。

4.超1000km续航,真的能达到吗?

基于高效的冷却效率和极致的系统体积利用率,麒麟电池在使用三元电芯时,可以做到255Wh/kg的能量密度;而在使用磷酸铁锂电芯时,能量密度也可以做到160Wh/kg。

以三元电芯为例,不到600kg的重量就可以将系统电量做到150kWh,那么超过1000km的续航也就不难达成。

5.对比特斯拉4680,有没有优势?

发布会全程,麒麟电池都在对标特斯拉4680电池,根据宁德时代公布的数据,麒麟电池是要超过特斯拉4680电池的。

系统能量密度,麒麟电池为255Wh/kg,特斯拉4680电池为217Wh/kg;系统体积利用率,麒麟电池为72%,特斯拉4680电池为63%;10%-80%快充,麒麟电池10分钟完成,特斯拉4680电池需15分钟;导热性能,麒麟电池比特斯拉4680电池提升50%;安全性能持平。

不过在成本控制方面,宁德时代并没有过多提及,这一点或许会是阻碍其发展的最大限制。而特斯拉4680电池,可以降本14%。

6.什么时候上市?有没有前景?

根据宁德时代规划,麒麟电池将在2023年问世,目前已有理想、哪吒、路特斯等潜在客户。

从技术层面来讲,麒麟电池是领先的,不过只局限于结构层面,如若电化学体系也能小有突破,那这种领先将不值一提。

而以上提到的10min快充(电量从10%-80%),技术层面也许可以实现,但受限于充电桩、电网等现实条件,现阶段很难大范围普及。

作为动力电池行业“一哥”,宁德时代已连续5年位居全球第一。2021年,其动力电池装机量达到96.7GWh,全球市占率达32.6%;今年1到5月,宁德时代的市场份额进一步提升至33.9%。

新技术和大规模,这就是宁德时代现阶段所具有的优势。但值得注意的是,这种优势并不具备持续的领先能力,来自电化学技术和友商的多方面压力,都需要宁德时代严加注意。