|
去年6月,宁德时代发布第三代CTP电池—麒麟电池,9个月过去,宁德时代麒麟电池已经实现量产。
' b5 R" M4 O* Y J那么宁德时代麒麟电池对比特斯拉4680电池有什么不一样?0 M3 E1 _4 ^, V. T5 U/ D
: w3 y+ Z' t% Q: o. r% \* v) q% X1 w, ]
- ]6 a; }. t( @. D, B1 _据宁德时代介绍称,在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,相比4680系统提升13%。
8 _# X: u* j5 r: y但除了电池包能量密度之间的差异,两者的设计思路又有什么不一样?5 F/ w$ Y0 L; g
先一句话总结,特斯拉的4680电池,胜在电芯单体能量密度更高,特点是通过改变电芯结构材料达到更高能量密度。) U( a7 v3 g$ _) g1 g% i: N, v$ |9 F
而宁德时代的麒麟电池,则胜在电池包整体能量密度更高,核心在于精简电池包结构。
% p- H, c: p9 h$ Q% o1 N4 C, V n' D2 y c0 F% f! J
8 u! V0 t* D( a0 w' z0 Z& M+ `0 ?3 `. K# Y* l+ a0 ~
麒麟电池是宁德时代第三代CTP电池,CTP的特点就是无模组。: i; Q G3 x6 j( X, j
早起动力电池包是采用“电芯-电池模组-电池包”的封装形式构成,结构上有一种层层递进的感觉,但相应的电池包内的高压线缆和模组结构件也挤占了电芯的空间。
. ?, n( b2 [+ d! N* i无模组则可以节省这部分,让电池包内塞入更多电芯,以提高整体体积的能量密度。- U9 D# g# ?0 C2 H ?- z
CTP电池也是宁德时代首创的技术路线,核心就精简电池包结构。
`. x+ D+ J) r! H# v x( ?" A; c% O! o+ ^, ?) t
' a" o6 ?, \: N* S' z% a
/ b' I; C- f) a比亚迪CTB技术也是这种思路,把刀片电池本身与车身直接融为一体,精简了大量结构,包括零跑CTC技术也是如此,比如取消电池包上盖板,区别只是宁德时代作为动力电池厂家,CTP技术仅针对电池包本身。
6 L! G2 `/ _0 x) F' A J1 y其实特斯拉CTC也是类似一样的技术理念,但具体到4680电池上还有不同。
: |2 }# B" F W4 X7 O说回到麒麟电池,作为宁德时代第三代CTP电池麒麟电池堪称是无模组技术的集大成者。1 X0 m; |- N& F. j2 m& E/ W% @
# a, |; w% U- s% f7 F* v( A
( C, [" D3 \! n+ T
% i, I0 Y. R& }, S, T$ E传统电池包内部,为了碰撞安全性,需要在电池包框体内加入横纵梁来保障结构强度,同时为了散热和隔热需求,还需要在电池包顶部或底部加入水冷板以及在电芯之间塞入隔热层。9 d; R3 G- K7 Z6 o4 K" ]' u
但在麒麟电池内部,传统的横纵梁、隔热层和水冷设计被集成在一起,成为了一个新的多功能弹性夹层。
: T6 E! U9 @& `7 Q这个新的多功能弹性夹层平行于方形电芯,同时垂直于上下电池包壳体,所以同样也起到了保障电池包结构强度的作用。
) g( C7 I$ m F又由于水冷系统从过去电芯的顶部或底部,转移到做电芯的侧面,散热面积增大,效率也提高了,这对高功率的快充场景是很有利的。
# y$ N7 Q) ?+ O, n9 j W2 e4 P2 [' w* w2 Z# r
. i9 q# B) q8 P, @
8 h5 W0 q: F; H5 f" I) q c" d根据宁德时代说法,麒麟电池的散热面积扩大4倍,电芯控温时间缩短至原来的一半,可支持5分钟快速速热启动及10分钟快充至80%。6 @3 l+ e: B% j9 o) W: E' U
并且麒麟电池在多功能弹性夹层内还搭建了微米桥连接装置,可以配合电芯在充放电的过程中产生的轻微形变而进行自由伸缩(水冷通道中的风冷通道),相比电芯贴电芯的设计,这种给电芯留有膨缩冗余的设计,也会提升电池的循环寿命。
/ k5 r9 {6 c' t6 q; L W
$ \& H, l/ v! \, h
0 g0 m( v0 @0 ^$ {9 c
6 S% J0 }# S8 N$ V另外,在麒麟电池包内部电芯的排布上,其电芯通过采取倒放布置,利用电芯正极的空隙,把热排气和底部球碰缓冲空间也集成在一起。3 }3 Q: S l. y" w( t; x
对比其其他电池包,类似于排气通道在电池包中央或两侧的设计,这种结构更为紧凑。
5 ?2 `# u, f: [& T# q! x) W4 ]' }9 E4 B从整个麒麟电池包内部空间上,这种设计会给电芯多留了6%的空间,塞入更多了电芯,也就提升了电池包整体的能量密度。, [: _1 N+ ^. g' r1 A2 p
, E5 O6 l; V8 h" T
& V8 { m& p# Z* ^% T4 T) a7 t* X" N* d, N* H5 z! t4 L
对比之下,特斯拉4680电池,体积利用率为63%,电池组能量密度217Wh/kg。
4 g- \) O8 \& V7 w$ `" E而宁德时代麒麟电池包,体积利用率72%,三元电芯系统能量密度可达255Wh/kg,妥妥的压特斯拉一头。
4 m$ D6 G# V' H: x' C- Q" {: f& z. R* N7 a# [9 Y! u
& X# C% s4 U; T+ V4 O
: r' J5 }; E5 K7 z8 d2 m$ e4 k
只是宁德时代麒麟电池的能量密度255Wh/kg背后,电芯依然是NCM三元锂,结构或者化学配方并没有看到变化。' R' B- k5 K9 A- A/ j
# W+ ]8 x7 ~6 C& q+ T
4 ]% k! g2 C' a' T0 M6 V2 a( @/ n, W. n/ i
可以说,宁德时代麒麟电池的特点就是在电池包内部进行高度集成化,本质还是在电池包结构上做文章,在一定空间年内极大的释放了释放电芯容量,但电芯并没有发生变化。
' d7 \$ G5 x9 m6 l* m% E& E# c比起宁德时代麒麟电池,特斯拉4680电池的特色就在于电芯结构材料上的改变。
^# E1 w1 D) @- [3 [. P0 w) E, z2 e) u0 ?7 a" E5 P; \
8 x* g9 k& B, L+ O
2 D& k; u1 b" S+ ^2 u
特斯拉4680电池不同之处首先是全极耳设计,电池极耳是什么可以看上图红框区域。' F4 F3 E2 a, \ j
极耳是电池电极的输出端,也是电池内部最容易过热的地方,传统电池有两个极耳,分别连接正极与负极。
5 H) r& w4 J. U ^& F但特斯拉4680电池把正负极整个面都变成了极耳,不仅使得导电面积变大,电子运动距离大幅缩短,还能够降低电池欧姆内阻,即便大功率输出也不容易过热,所以还提升了电池倍率性能。8 q: ~9 R: m) z. E' {# }
2 X7 K+ v* h. i* a2 N# G6 k. p
: Q1 Z/ m% C8 L4 F
t7 d( b, A4 R& ^, n
此外,由于特斯拉4680电池圆柱电池,虽然对比宁德时代方形电芯劣势是电池包一定空间内集成度较低,体积利用率为63%,但好处却也是单体电芯更容易散热了。
) I. J8 I& {" V- V; ^更容易散热的全极耳设计+更易散热的圆柱电芯,使得特斯拉可以在4680电芯正极采用含量更高的高镍配方,再加上硅碳负极,所以特斯拉的4680的三元电芯能量密度能达到300Wh/kg。1 q' w6 \7 s3 i q( G8 G/ Y
特斯拉4680电池实际上是一种改变了电芯结构、材料的技术方案,而在整个电池包结构上,特斯拉也有CTC技术,比如电池包上盖板直接做车身底板,一样是提升空间内电芯容量的方法。
. ]8 g7 U- M8 }; h, [1 D( o7 g8 j0 D/ u
4 L6 T6 ~$ P3 s- q J! X+ |# H
8 w' \: p% u: S8 ~$ j6 X应该说在提升电池包系统能量密度上,特斯拉4680电池和宁德时代麒麟电池是殊途同归,目的一致但路线不同。; c" V5 o7 i" [1 {4 E
特斯拉4680电池已经率先上车,而如今麒麟电池同样也已经量产,首搭麒麟电池的极氪009今年第二季度即将交付。
n @8 }- u; w/ r$ A0 {* W只不过,两种技术方案哪一种会更具前景呢?对于消费者来说,或许我们只看续航里程,但对于厂家来说,哪一种技术方案更具成本优势是更为重要的,但这是另一个话题了。
3 b8 P Q A* i6 M+ u G0 l |
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册
×
|