撰文 ｜ Penn；编辑 ｜ 郭郭
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摘要：6月23日，宁德时代正式发布第三代CTP技术，同时宣布这款名为“麒麟电池”的新产品将于明年量产上市。在相同电芯化学体系和同等电池包尺寸下，麒麟电池能量密度相比圆柱4680电池系统要高13％。未来，多种电池技术路线的竞争，既可以相互激励，加速创新发展，也有利于实现市场层面的洗牌和淘汰，从而使真正优秀的产品脱颖而出。
经过2022电动汽车百人会论坛和一周前“云上宜宾”高端对话的两次预热之后，宁德时代的麒麟电池终于揭开面纱。
6月23日，宁德时代举行了“麒麟电池，推陈出新”第三代CTP技术新闻发布会，正式宣布CTP3．0麒麟电池问世，并宣布这款新产品将于明年量产上市。当天，宁德时代向媒体确认，理想汽车旗下的新能源车已确定将搭载麒麟电池。
这款由方形电芯组成的电池系统，体积利用率突破72％，系统集成度创全球新高。麒麟电池系统可将三元电池系统能量密度提升至255Wh／kg，轻松实现整车1000公里续航，而采用磷酸铁锂时，系统能量密度也将超过160Wh／kg。
在相同电芯化学体系和同等电池包尺寸下，麒麟电池能量密度相比圆柱4680电池系统要高13％。与4680电池相比，“麒麟电池”属于方形电池，采用无模组设计，是将成百上千个电芯直接布置于箱体，省去了多个电芯组装成模组的环节。相比于此前的电池包模式，CTP方案能将电池包的空间利用率提高15％～20％，电池组零部件数量减少40％，生产效率提高50％，也能有效降低电池成本。
而上一次在电池领域引发广泛关注的新产品发布便是特斯拉的4680大圆柱电池。4680电池是一款直径46毫米、高80毫米的大圆柱电池，具有续航里程高、成本低的优势，为特斯拉未来的主导电池技术路线。对于4680电池，特斯拉CEO埃隆?马斯克曾直言，这种电池是技术上的“巨大突破”，将使他的公司生产售价2．5万美元的电动汽车成为可能。
麒麟电池在未来不可避免要与圆柱4680电池系统短兵相接、一较高下。
01 宁德时代的电池叠变
宁德时代CTP（Cell to Pack）历经三代，结构不断简化。
2019年的法兰克福车展上，宁德时代首次发布公司的第一代CTP技术，续航500km＋，系统能量密度180Wh／kg＋，代表车型是北汽EU5 和蔚来系列100kWh包，其本质是去掉模组的侧板。；CTP2．0 于2021 年推出，续航600km＋，系统能量密度200Wh／kg＋，代表车型是蔚来系列的75kWh 包，其本质是再去掉模组的两个端板，利用箱体上的纵横梁来代替端板。
而此次推出的CTP3．0，续航可达1000km，系统能量密度250Wh／kg＋，其本质是进一步去掉箱体上的纵梁或横梁，利用两个电芯之间的水冷板和电芯本体来实现结构上的需求。其特点如下：
1／ 突破功能边界，将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一
麒麟电池整合使用需求，将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一，集成为多功能弹性夹层。夹层内置微米桥连接装置，配合电芯呼吸进行自由伸缩，提升电芯全生命周期可靠性。而电芯与多功能弹性夹层组成的一体化能量单元，在垂直于行车方向上构建更稳固的受力结构，提高了电池包抗振动、冲击能力。
2／ 重塑空间结构，释放6％能量空间
宁德时代以精准计算与AI模拟仿真探索麒麟电池全生命周期应用场景的设计边界。麒麟电池采用导致电芯的方式，独创底部空间共享方案，将结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块进行智能分布，释放6％的能量空间。相比魔方电池躺式电芯，空间利用率更高，实现了72％的超高电芯空间利用率。
3／ 颠覆传统水冷，换热面积扩大四倍
宁德时代通过将水冷功能置于电芯之间，使换热面积扩大四倍。这项全球首创的电芯大面冷却技术，将电芯控温时间缩短至原来的一半，支持5分钟快速热启动及10分钟快充至80％。在极端情况时，电芯可急速降温，有效阻隔电芯间的异常热量传导，有效提升电芯的寿命和安全性。因此，麒麟电池实现了全化学体系的热稳定、热安全，从而适配更高能量密度的材料升级。
02 大圆柱4680的坚守
从目前单体电芯的技术分类来看，主要包括圆柱、软包以及方形电池。其中，圆柱的优势在于较高的生产效率／较低生产成本（vs． 软包较高的单体电芯能量密度与安全性，方形较长的使用周期），而圆柱的劣势则主要包括相对较低的单体电芯能量密度与安全性（vs． 软包与方形较低的生产效率／较高生产成本，方形相对较低的单体电芯能量密度与安全性）。
目前市场情况来看，圆柱电池盛行海外，国内渗透率较低，方形电池则是国内主导，海外占比低于国内。软包电池则受益于欧洲新能源车崛起，由全球先进的智能电池科技公司远景动力开创，同LG 化学等企业一同发扬光大。
全球范围内，对于圆柱电池情有独钟且仍在坚守的大型车企，便是特斯拉。
2008 年起，松下牵手特斯拉，强强联合，为特斯拉独供松下18650 圆柱型电池，正式开启了圆柱形锂电池应用于纯电动车的时代。随后，在特斯拉的引领下，松下不断升级电池技术，从18650 到21700，最终在2020 年9 月特斯拉在电池日首次发布了4680 电池，并宣称实现了多项技术指标提升：续航里程提升16％，充放电功率是21700 电池6 倍、能量是21700电池5 倍，而成本可以下降14％。
尽管现在的特斯拉，已经应用了大量的方形电池（宁德时代在2020年就已开始向特斯拉供货方形电池），而且占比越来越大，但是它作为圆柱电池路线的支持者的烙印，相当深刻。而对于4680电池，特斯拉CEO埃隆?马斯克曾直言，这种电池是技术上的“巨大突破”，将使他的公司生产售价2．5万美元的电动汽车成为可能。
4680 大圆柱是电池形态的改进和创新，在电芯设计方面能够不断降本增效，提升技术指标，同时能够在整车层面实现和CTC、一体化压铸的整合，在制造层面大幅降本，实现“极限”制造。其主要具有以下特点：
1／ 4680 和能量密度更高的高镍三元正极、硅基负极相得益彰，更加适配高能量密度路线。
2／ 结构简化，系统能量密度提高。换算后，4680 单体电芯的能量密度能达到283W／kg，高于21700，组装成模组和电池包后，能够减少面积、提升容量。
3／ 快充性能大幅提高。以通过创新“无极耳”（tabless）设计，降低电流距离，实现内阻下降，解决发热问题。4680 大圆柱能够在20 分钟内完成从10％到80％SOC 的快充。
业界专业人士认为，理论上，圆柱电芯的技术成熟度最高，但实际上相比18650和21700，4680量产难度非常大。其次，同等化学体系下，大圆柱电芯的空间利用率要比方形电芯低很多。某电池企业负责人举了一个例子，同样一个电池包，磷酸铁锂大圆柱电芯只能放进入50度电，如果是放方形电芯，则可以装到80度电。此外，目前圆柱电芯都采用的是侧面冷却，传统方式散热困难。
因此，4680电芯虽然在能量密度、快充性能等方面有突出优势，但是安全性挑战大，生产难度几何级上升。而且，对于车企来说，圆柱电池的成组难度很高，如果不具备圆柱电池的成组技术，其成本优势很难发挥。
03 未来，电池技术将继续“百花齐放”
根据彭博新能源财经 （BNEF） 最新的年度长期电动汽车展望（EVO），乘用电动车（EV）的销售将在未来几年内迅速增长，从2021年的660万辆上升到2025年的2100万辆。在经济转型方案中，2035年电动乘用车的数量将达到4．69亿辆，在净零方案中，同一日期的电动车数量将跃升至6．12亿辆。在强劲的需求下，全球主要动力电池厂纷纷扩大产能。
招商证券分析师马宏图认为，目前动力电池技术处于“百花齐放”的阶段。除了全固态电池还需要若干年的努力才能实现商业化量产之外，从材料上看，高镍电池、无钴电池、无镍无钴电池、果冻电池等已经相继开始研发或发布；从外形上分类，比亚迪的刀片电池已经量产，大圆柱电池、麒麟电池也即将量产应用。多种技术路线的竞争，既可以相互激励，加速创新发展，也有利于实现市场层面的洗牌和淘汰，从而使真正优秀的产品脱颖而出。
华东汽车新材料技术研究院研究员林澍文在接受媒体采访时表示：“在未来一段时间内，大圆柱电池有可能与方形电池共存。在目前技术条件下，两种电池都有各自适用的场景，有望共同成为主流，正如目前三元锂电池与磷酸铁锂电池共存一样。为用户减少焦虑的多种技术探索都是有价值的。”
电池是第三次能源革命的动力，电池的革命促进新能源汽车的发展。多种电池技术的创新与竞争才能助力产业高质量发展，未来我们还将看到“百花齐放”的格局下，动力电池在材料和结构的更多创新。
（参考文献详见阅读原文）
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原文标题 : 环球零碳 | 宁王麒麟电池又引发技术路线之争，锂电池行业将加速洗牌
