經(jīng)過(guò)年初以來(lái)的幾輪預(yù)熱，寧德時(shí)代CTP3.0——麒麟電池，日前正式亮相。255Wh/kg系統(tǒng)能量密度，72%體積利用率，1000公里續(xù)航，4C快充性能，這些突破現(xiàn)有電池指標(biāo)性能的參數(shù)，在業(yè)界引發(fā)歡呼與熱議。
值得注意的是，寧德時(shí)代看似在續(xù)航、能量密度、體積利用率、快充、安全等多個(gè)維度說(shuō)了很多，但細(xì)究起來(lái)，寧德時(shí)代好像許多話都只說(shuō)了一半，不免讓人對(duì)其另一半充滿遐想。比如，系統(tǒng)能量密度可以做到255Wh/kg的高鎳三元電池，單體能量密度已經(jīng)做到多少？CTP3.0成本較1.0、2.0是降低了還是伴隨著能量密度提升而增加了？
01 寧德時(shí)代的半固態(tài)電池已接近量產(chǎn)？
電池中國(guó)認(rèn)為，麒麟電池在三元材料體系下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)255Wh/kg能量密度的良好表現(xiàn)，背后必然是高單體能量密度的支撐。
寧德時(shí)代CTP1.0磷酸鐵鋰體系電池系統(tǒng)能量密度約為140Wh/kg，根據(jù)寧德時(shí)代此前透露消息，而CTP3.0裝載磷酸鐵鋰體系電池，能量密度也只有160Wh/kg，提升了約14%。但其三元電池系統(tǒng)能量密度由第一代的180Wh/kg，提升到了255Wh/kg，提升了約41.67%。這顯然不是僅僅通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以做到的，背后必然是單體材料體系的大幅改善。
不過(guò)，寧德時(shí)代并未透露麒麟電池包的成組效率，所以無(wú)法直接去測(cè)算255Wh/kg背后的三元電芯能量密度，我們可以進(jìn)行如下粗略測(cè)算：
1、參照72%的體積利用率（電芯實(shí)際占電池包比例）去推測(cè)其單體電芯能量密度。這種測(cè)算方法會(huì)有一定差距，但相差也不會(huì)太大，畢竟整個(gè)電池包最主要的構(gòu)成是電芯，其它主要是結(jié)構(gòu)件、線路、BMS及零部件等。如果按照72%體積利用率測(cè)算，麒麟電池三元電池單體能量密度可以達(dá)到355Wh/kg。
2、按照其磷酸鐵鋰電池成組粗略測(cè)算。據(jù)了解，寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池能量密度已經(jīng)在200Wh/kg附近，CTP3.0磷酸鐵鋰系統(tǒng)能量密度為160Wh/kg，推測(cè)其成組效率達(dá)到80%。同樣按照80%測(cè)算的話，三元電池單體能量密度約為318.75Wh/kg。實(shí)際上80%的成組效率已經(jīng)是行業(yè)比較領(lǐng)先的水平。
業(yè)內(nèi)人士分析，麒麟電池三元體系出于高能量密度的安全保護(hù)，實(shí)際上設(shè)計(jì)可能較磷酸鐵鋰體系更復(fù)雜一些，這樣的話其實(shí)際成組效率可能沒(méi)有磷酸鐵鋰系統(tǒng)高。如果屬實(shí)，那么其三元電芯能量密度預(yù)計(jì)也會(huì)在350Wh/kg上下。
另有業(yè)內(nèi)人士分析表示，麒麟電池裝載的三元電池，應(yīng)該是寧德時(shí)代研發(fā)的半固態(tài)電池，“此前該公司向國(guó)家有關(guān)部門(mén)已經(jīng)匯報(bào)了能量密度達(dá)到350Wh/kg半固態(tài)電池的研發(fā)情況，極限情況下可以達(dá)到370Wh/kg。”
自去年蔚來(lái)汽車(chē)宣布將在ET7搭載半固態(tài)電池以來(lái)，包括國(guó)軒高科、衛(wèi)藍(lán)、SES、贛鋒鋰電等多家電池企業(yè)公布了其在半固態(tài)電池上的研發(fā)進(jìn)展，作為動(dòng)力電池龍頭的寧德時(shí)代自始至終都未提及和透露過(guò)其半固態(tài)電池研發(fā)情況及性能參數(shù)。
今年5月，國(guó)軒高科工程研究院總院副院長(zhǎng)徐興無(wú)透露，國(guó)軒研發(fā)的單體能量密度高達(dá)360Wh/kg，系統(tǒng)能量密度達(dá)到260Wh/kg的半固態(tài)電池今年將裝車(chē)，配套車(chē)型續(xù)航將長(zhǎng)達(dá)1000公里。
國(guó)軒高科用360Wh/kg的半固態(tài)電池，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)能量密度260Wh/kg。對(duì)比一下，假設(shè)寧德時(shí)代成組效率高幾個(gè)百分點(diǎn)，那么其255Wh/kg系統(tǒng)能量密度的三元電池，單體能量密度預(yù)計(jì)也在330Wh/kg以上，而實(shí)現(xiàn)該能量密度，大概率也同樣是半固態(tài)電池。
作為動(dòng)力電池龍頭，寧德時(shí)代在半固態(tài)電池、全固態(tài)電池、凝聚態(tài)電池、鈉離子電池等多個(gè)材料體系的研發(fā)上，都走在前列，所以其半固態(tài)在明年成熟量產(chǎn)并配套裝車(chē)也不意外。
國(guó)軒高科的今年裝車(chē)，寧德時(shí)代的麒麟電池明年量產(chǎn)裝車(chē)，此外還有一些電池企業(yè)明年也要推半固態(tài)電池裝車(chē)，明年可能是半固態(tài)裝車(chē)上量的重要年份。
02 麒麟電池目前可能“略貴”
2019年，寧德時(shí)代推出第一代CTP電池系統(tǒng)時(shí)表示，“CTP電池包體積利用率提高了15%-20%，零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升了50%，投入應(yīng)用后將大幅降低動(dòng)力電池的制造成本。”
不過(guò)，在麒麟電池的發(fā)布內(nèi)容上，寧德時(shí)代對(duì)成本卻只字未提，這也讓麒麟電池成本較一代、二代的變化成了個(gè)迷，可能只有車(chē)企清楚，但我們也可以結(jié)合市場(chǎng)情況推測(cè)一二。
一方面，寧德時(shí)代表示，配套255Wh/kg麒麟電池包，可實(shí)現(xiàn)整車(chē)?yán)m(xù)航1000公里，基本可以推斷，該電池包主要配套中高端車(chē)型。
實(shí)際上，自去年以來(lái)，蔚來(lái)、廣汽、上汽知己、高合都推出了續(xù)航里程1000km的車(chē)型，但售價(jià)基本都是40萬(wàn)元起步。
在麒麟電池發(fā)布后，理想汽車(chē)、路特斯等主打中高端車(chē)型的車(chē)企也與寧德時(shí)代“云互動(dòng)”，明年有可能裝配255Wh/kg麒麟電池。
所以，系統(tǒng)能量密度255Wh/kg，配套續(xù)航1000km車(chē)型，這款電池目前應(yīng)該不便宜。
另一方面，如果是半固態(tài)電池，那么現(xiàn)階段本身也會(huì)相較于目前主流電池貴一些，因?yàn)樯婕暗秸龢O、負(fù)極、電解液、隔膜等一系列材料的升級(jí)，背后都是新材料新體系的成本增加。
不過(guò)，CTP3.0用的是磷酸鐵鋰電芯的電池包，預(yù)計(jì)成本可能相較于一代、二代有一定的優(yōu)勢(shì)。
03 體積利用率創(chuàng)下新高
在電池包體積利用率方面，這次寧德時(shí)代直接拿最近大熱的4680進(jìn)行比較。按照寧德時(shí)代的說(shuō)法，麒麟電池包體積利用率創(chuàng)下新高，達(dá)到72%，高于4680的63%利用率。
在提升體積利用率方面，寧德時(shí)代采用了“電芯倒置，使得電芯空間利用率達(dá)到72%”。根據(jù)寧德時(shí)代介紹，是其以精準(zhǔn)計(jì)算與AI模擬仿真探索出麒麟電池全生命周期應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)邊界。通過(guò)電芯倒置與獨(dú)創(chuàng)的底部空間共享方案，將結(jié)構(gòu)防護(hù)、高壓連接、熱失控排氣等功能模塊進(jìn)行智能分布，釋放了6%的能量空間。
實(shí)際上，作為電池包，這一體積利用率確實(shí)可圈可點(diǎn)。一個(gè)月前，比亞迪對(duì)外發(fā)布了整車(chē)、電池集成度更高的CTB技術(shù)，按照比亞迪的介紹，其CTB電池系統(tǒng)目前體積利用率也只有66%。
可以看出，一個(gè)是4680電池63%的體積利用率，一個(gè)是CTB形態(tài)下66%的體積利用率，而麒麟電池在CTP結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了72%的體積利用率，幾個(gè)百分點(diǎn)的差距，其背后需要大量的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。
CTP3.0與前兩代不同，寧德時(shí)代還特意冠以“麒麟電池”之名（前兩代沒(méi)有中文名字），可以看出寧德時(shí)代意在將其作為殺手锏，旨在將其打造成具有標(biāo)桿性的競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)品。在你追我趕的技術(shù)迭代背景下，包括電池系統(tǒng)能量密度、安全、快充、散熱、體積利用率的競(jìng)爭(zhēng)仍在激烈進(jìn)行中，寧德時(shí)代能否依靠“麒麟”捍衛(wèi)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，仍需拭目以待。
原標(biāo)題：話說(shuō)一半 麒麟電池255Wh/kg背后還藏著什么？
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