消息稱寧德時(shí)代發(fā)布第三代CTP——麒麟電池,系統(tǒng)集成度創(chuàng)全球新高,體積利用率突破72%,能量密度可達(dá)255Wh/kg,輕松實(shí)現(xiàn)整車1000公里續(xù)航,預(yù)計(jì)將于2023年量產(chǎn)上市。那麒麟電池到底是個(gè)啥呢?一起來(lái)了解一下吧。
對(duì)電池有所了解的人應(yīng)該都知道,用于電動(dòng)車的鋰電池為動(dòng)力電池,動(dòng)力電池的核心指標(biāo)包括總能量、能量密度、安全性、充放電倍率、循環(huán)壽命和可靠性等。誰(shuí)能夠在這些參數(shù)上勝出,誰(shuí)就將成為未來(lái)全球動(dòng)力電池市場(chǎng)的絕對(duì)王者。
目前,市面常見的動(dòng)力電池主要有以松下為代表的4680圓柱形、比亞迪為代表的的刀片電池以及寧德時(shí)代推出的CTP電池包形狀。
其中圓柱形電池大小比常見的5號(hào)電池略大,將其應(yīng)用于電動(dòng)車時(shí)需要將多個(gè)電池按要求串并聯(lián)組裝,以提升電池電壓、電流等。4680電池是主流技術(shù)代表,采用高鎳正極+硅碳負(fù)極材料。4680電池有很多突出的優(yōu)點(diǎn),包括能量密度是傳統(tǒng)電池的5倍,輸出容量是傳統(tǒng)電池的6倍,在相同電池體積下,能夠提供額外16%-20%的續(xù)航。
刀片電池是比亞迪于2020年3月29日發(fā)布的電池產(chǎn)品。其采用磷酸鐵鋰技術(shù),是把電芯寬度無(wú)限拉長(zhǎng),做成90厘米甚至快1米的超長(zhǎng)電芯。厚度極薄的電芯采取類似軟包電池制造工藝,兩端出極耳電池。比亞迪刀片電池內(nèi)部上蓋采用“蜂窩”結(jié)構(gòu),在材料重量相等的情況下,蜂窩結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更高的剛度和強(qiáng)度。而刀片電池層層疊加,又運(yùn)用了“筷子”原理,使得整個(gè)電池模組,具有極高的防撞擊和碾壓性能。據(jù)悉,刀片電池通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,在成組時(shí)可以跳過(guò)“模組”,大幅提高了體積利用率,最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。相較傳統(tǒng)電池包,刀片電池的體積利用率提升了50%以上,也就是說(shuō)續(xù)航里程可提升50%以上,達(dá)到了高能量密度三元鋰電池的同等水平
以上兩種電池都采用傳統(tǒng)“電芯-模組-電池包”三級(jí)結(jié)構(gòu),即先制備電芯,再將其組裝成模塊,之后并成電池包,此類封裝方式有較多空間被模組框架、電芯封裝材料以及電芯與電芯之間的空隙所浪費(fèi),因此其體積利用率相比較低,寧德時(shí)代推出的麒麟電池則完美解決這個(gè)問(wèn)題。
寧德時(shí)代從電化學(xué)本質(zhì)出發(fā),持續(xù)拓展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新邊界。2019年,寧德時(shí)代在全球首創(chuàng)了無(wú)模組電池包CTP,率先使電池體積利用率突破50%大關(guān)。如今,伴隨核心工藝、核心算法、核心材料的全方位提升,寧德時(shí)代以麒麟之名重新定義電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
麒麟電池整合使用需求,將橫縱梁、水冷板與隔熱墊合三為一,集成為多功能彈性?shī)A層。在夾層內(nèi)搭建微米橋連接裝置,靈活配合電芯呼吸進(jìn)行自由伸縮,提升電芯全生命周期可靠性。而電芯與多功能彈性?shī)A層組成的一體化能量單元,在垂直于行車方向上構(gòu)建更穩(wěn)固的受力結(jié)構(gòu),提高了電池包抗振動(dòng)、沖擊能力。
全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù),基于電芯的變化,將水冷功能置于電芯之間,使換熱面積擴(kuò)大四倍。電芯控溫時(shí)間縮短至原來(lái)的一半,支持5分鐘快速熱啟動(dòng)及10分鐘快充。并且,在極端情況時(shí),電芯可急速降溫,有效阻隔電芯間的異常熱量傳導(dǎo)。麒麟電池可實(shí)現(xiàn)全化學(xué)體系的熱穩(wěn)定、熱安全,從而適配更高能量密度的材料升級(jí)。
寧德時(shí)代將系統(tǒng)工程思維貫徹從材料、電芯到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研發(fā)全鏈條。通過(guò)三大技術(shù)革新,麒麟電池可將三元電池系統(tǒng)能量密度提升至255Wh/kg,磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg.在相同的化學(xué)體系、同等電池包尺寸下,麒麟電池包的電量,相比4680系統(tǒng)可以提升13%,實(shí)現(xiàn)了續(xù)航、快充、安全、壽命、效率、以及低溫性能的全面提升。
電池是第三次能源革命的動(dòng)力,電池的革命促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展。多種電池技術(shù)的創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)才能助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,未來(lái)我們還將看到“百花齊放”的格局下,動(dòng)力電池在材料和結(jié)構(gòu)上的更多創(chuàng)新。同時(shí)我們也期待全民電車的時(shí)代早日來(lái)到。