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Mysteel:从发展方向对比麒麟电池与4680系统

中国电动汽车百人会论坛上,宁德时代透露公司即将推出基于第三代CTP技术的“麒麟电池”,并称该产品在能量密度和体积能量密度上将继续引领行业最高水平。此外还特别强调,同等化学体系和电池包尺寸下,“麒麟电池”的电量比“4680”还要高13%。Mysteel就此为大家整理一下麒麟电池与4680电池相关基础情况。

CTP为行业发展方向之一

宁德时代早在2019年便推出适用于乘用车的第一代CTP技术,CTP技术全称为Cell To Pack,是减少或去除电池“电芯-模组-整包”的三级Pack 结构的技术。CTP电池包即是电芯直接集成到电池包内,CTP能够省掉或者减少组装模组的端板、侧板以及用于固定模组的螺钉等紧固件,能提高体积利用率。由于零部件的减少,带来重量的减少,因此质量能量密度也能够提高,整车续航里程也能提高。由于电池的组装工艺更为简单,节省了人力、物力等制造成本,加上零部件的成本减少,电池包的成本也会降低。参考宁德时代官方介绍,CTP可以使体积利用率提升15%-20%,零件数量减少40%,生产效率提升50%并降低动力电池的制造成本。截至目前,宁德时代CTP电池技术已成功上车国产特斯拉Model 3、蔚来等多款热销纯电动车型,并获得业内外广泛认可。

4680电池即将商业化,特斯拉开始迈向CTC

 

 

4680电池第一次亮相是在2020年9月,特斯拉在其“电池日”上发布,因为其采用无极耳的工艺使得电池性能内阻明显下降从而得到质的提升,受到业绩广泛关注。随后在2021年6月特斯拉在公开了一份电池系统的专利,专利中详细阐述了4680 Structural Battery(CTC)电池系统集成技术。之后2021年10月德国柏林工厂举办参观活动,并首次对外展示了4680 Structure Battery(CTC),整体设计思路方案与专利披露信息基本一致。特斯拉CTC方案的应用将为车辆降低10%车重,增加14%续航里程,减少370个零件,单位成本下降7%,单位投资下降8%,大幅提升汽车生产制造的效率。随着特斯拉于2022年2月19日表示,加州的试点工厂在1月份生产了100万块4680电池,良率也达到了97%,随着电池良率的提高,特斯拉在CTC的道路上更进一步。

三元更适配无极耳式4680  

在安全性上由于方形接触面相对圆形更广,对电池散热要求更高,在单体电池大的情况下,电池内部产热不易释放,热失控设计相对更加复杂。而铁锂化学性质相对稳定,对热失控和散热和要求较三元低,因此方形电芯相对适合铁锂体系电池。

且圆柱电池在空间使用效率上较方形低,pack尺寸相同的情况下需要更高的单体能量密度电芯才可使得整体能量密度提高。

由于特斯拉选用硅基负极搭配高镍提升密度,由于负极添加硅后会膨胀,而圆柱电池比方形内部应力分散更均匀,使得颗粒不易破碎,从而可提高电芯的性能和寿命。综上所述未来特斯拉在车用4680上大概率会选择高镍三元为正极。

小结

“麒麟电池”本质上属于CTP技术的迭代版本,其可使用磷酸铁锂电芯、三元电芯进行组合搭配,其在采用磷酸铁锂时,系统能量密度超过160Wh/kg、290Wh/L;采用三元体系时,系统能量密度可以做到250Wh/kg、450Wh/L。而4680电池单体能量可达到98Wh,按照特斯拉车型平均搭载820颗电芯计算,一辆车的电池包能量约为80kWh,宁德时代的麒麟电池将在这个基础上提升13%。数据对比来看麒麟电池在能量密度更胜一筹,但CTP系统适配需主机厂与电池企业一块打磨,而特斯拉的CTC系统从电芯至底盘均由特斯拉进行主导开发,其本身对比CTP系统就已经更进一步,且从系统开发来说特斯拉CTC系统或将略胜一筹。

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