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文章轉自(zi) 高工鋰電網(wang)
核心觀點:
如果將動力電池(chi)行業比(bi)作(zuo)一個江湖,那(nei)么(me)寧德時代(dai)和(he)比(bi)亞(ya)迪就是武功的高手。兩者分別推(tui)出的CTP和(he)刀(dao)片電池(chi),就好(hao)比(bi)金庸小說《笑傲江湖》里(li)的“獨孤九劍”,各有優(you)勢(shi)。
其中(zhong)CTP技術側(ce)重于(yu)電(dian)池系(xi)統創(chuang)新,利于(yu)寧德時代直接參與整車廠的(de)電(dian)池包設計分工,強化(hua)在產業鏈中(zhong)的(de)話語權。
刀片電池(chi),偏(pian)向電芯(xin)工藝創新(xin),有望讓比亞迪在(zai)電池(chi)制造方面取得突破,成為 “電池(chi)技(ji)術解決(jue)方案(an)供應商?+“整車(che)品牌?,從而凸顯(xian)自(zi)身完備產業鏈的價值。
重點問題:
1、什么是CTP技術和刀片電池(chi)?
CTP技術是(shi)在模組結(jie)(jie)構基(ji)礎上做簡化,對電池包結(jie)(jie)構優(you)化,在縱(zong)向或者橫向的排(pai)列方式上,通(tong)過層次分割(ge),實(shi)現較(jiao)大幅度降(jiang)成(cheng)本(ben)。
簡(jian)單一點理解,是直接(jie)把電芯(xin)放在整個(ge)PACK里面(mian)進行安裝,盡可能簡(jian)化模組,省(sheng)掉一切不重要(yao)結構的連接(jie)。
刀(dao)片(pian)電(dian)池(chi),則是把電(dian)芯寬度(du)無限(xian)拉長,厚度(du)做薄(bo),做成900mm甚至快1m的超長電(dian)芯。其電(dian)芯出(chu)極耳(er)(er)方式可能采取類似軟包電(dian)池(chi)制造工藝(yi),是兩端(duan)出(chu)極耳(er)(er)。與傳統(tong)方形(xing)電(dian)池(chi)相比,呈現“扁平?和“長條(tiao)?形(xing)狀(zhuang)。
2、CTP技術和刀(dao)片電(dian)池的優(you)勢在哪里?
CTP技術的優勢有(you)電(dian)池包體積(ji)利(li)用率提高15%-20%,零部件(jian)數量(liang)減少40%,生產(chan)效率提升50%,投(tou)入應用后會(hui)大(da)幅(fu)降低動力(li)電(dian)池的制造成本(ben)。
這種降(jiang)成本的(de)主要體現:一是(shi)模組(zu)之間的(de)連接,第(di)二(er)是(shi)模組(zu)之間結構的(de)加強,第(di)三(san)個(ge)是(shi)整個(ge)模組(zu)工藝(yi)層面的(de)成本下降(jiang)。
對(dui)寧德(de)(de)時(shi)代而言,一個方面,加(jia)強其(qi)對(dui)電池生產和售(shou)后的管理能(neng)力。第二(er)個方面,有利(li)于寧德(de)(de)時(shi)代向電池售(shou)后維(wei)修等(deng)環(huan)節(jie)滲透,跟下游整車廠之間(jian)保持更長遠(yuan)和穩定合(he)作。第三個方面,利(li)于材料(liao)產業(ye)鏈的企業(ye)發展。
刀片電池(chi)(chi)的(de)優(you)勢,一體積能量(liang)密(mi)度(du)提(ti)升(sheng)明顯,較(jiao)原有(you)電池(chi)(chi)系統可(ke)提(ti)升(sheng)30%以上(shang)。第二節省物料(liao)、人工費用等,成本有(you)望降低30%。第三由于“刀片電池(chi)(chi)?更(geng)薄(bo),散(san)熱效果更(geng)好。
3、CTP技術與刀片電池的(de)差別(bie)在哪里?
CTP技術和(he)刀(dao)片電(dian)池,都在三元和(he)磷(lin)酸鐵鋰等材料體系的(de)基礎(chu)上,通過系統集成(cheng)及工藝改進方式,來降低成(cheng)本和(he)提升能量密度。
兩者主要差別在于,寧德時代在102Ah、150Ah電芯成(cheng)本不變(bian)的(de)基礎上(shang),利用CTP技術實現系(xi)統降成(cheng)本,*參與到整個(ge)電池包的(de)設計過程,進而擁(yong)有與整車(che)企業的(de)議價能(neng)力。刀片(pian)電池則為(wei)比(bi)亞迪自主設計開(kai)發,具備完善(shan)的(de)知(zhi)識產權,技術創新性更強一點。
4、CTP技(ji)術和刀片電(dian)池技(ji)術劣勢是什么(me)?
CTP核心(xin)劣勢是制造層面的吊裝(zhuang)、固定(ding)、維修(xiu)方面技術(shu)難度(du)大。對于絕大多數車企來講,尤其像特(te)斯拉這種把78度(du)電分成4個模組(按模組維修(xiu)可能更保險一些(xie)),如果用CTP技術(shu),整個電池包后(hou)續的維修(xiu)會比較困難。
刀片電池(chi)劣勢是(shi)電芯長度太長,在實(shi)際設計、制造和應用上,技術挑戰和難度很大。尤(you)其是(shi)在電芯后續的改進(jin)、良品(pin)率、產(chan)品(pin)質量把控方面(mian),如果急于冒進(jin),存在一定風險。
對比(bi)寧德時代的CTP技術,比(bi)亞迪(di)的刀(dao)片(pian)電池實現難度還(huan)要更大(da)一點,技術創新性更強,對電芯工藝的改進要求更高一些(xie)。
5、CTP技術和刀片電池發展(zhan)歷程是什么?
自(zi)2019年(nian)(nian)下半年(nian)(nian)以來,電池行業(ye)降(jiang)本增(zeng)效的(de)需(xu)求高(gao)漲,整個產(chan)業(ye)鏈都迫切地尋(xun)求突破之路。
寧德時代主推(tui)CTP技術(shu),通過低成本推(tui)廣戰略,提升電(dian)池系(xi)統(tong)能量密(mi)度的(de)方(fang)式(shi),相(xiang)當于綁定(ding)整(zheng)車廠(chang)的(de)電(dian)池設計(ji)、制造、后續維修,直接參與整(zheng)車廠(chang)的(de)電(dian)池包設計(ji)分工(gong)。當然(ran)這也是(shi)寧德時代對(dui)整(zheng)個自產電(dian)芯質量有信心的(de)體現。
原因是CTP對應的每個電池(chi)包大(da)小(xiao)結構都不一樣,屬(shu)于非標(biao)自(zi)動化設計(ji)。
寧德(de)時代的推(tui)廣(guang)方(fang)式,是(shi)先從(cong)國內的戰(zhan)略合作伙伴(ban)開(kai)始,然(ran)后普及(ji)到一(yi)些(xie)小車企(qi),再推(tui)到外(wai)資企(qi)業。然(ran)而對外(wai)企(qi)而言,由于(yu)其投入了大量的模(mo)組,PACK產線(xian)的制(zhi)造成本(ben),而且都基(ji)于(yu)VDA 355、390、590的標(biao)準模(mo)組,甚至還有一(yi)些(xie)定(ding)制(zhi)模(mo)組。推(tui)廣(guang)CTP時,存(cun)在一(yi)定(ding)難(nan)度。
比(bi)亞(ya)迪推(tui)刀片(pian)電池,可(ke)以充分發揮磷酸鐵鋰(li)在公交車等(deng)方(fang)面的技術比(bi)較(jiao)優勢(shi),更容易在市場方(fang)面取(qu)得重大(da)突(tu)破。再加上其供應鏈屬(shu)于自(zi)(zi)產自(zi)(zi)銷,外供電芯較(jiao)少,如果采用(yong)寧(ning)德時代(dai)策略,承(cheng)擔的費(fei)用(yong)和成(cheng)本風險比(bi)較(jiao)大(da),利益上也不太劃算。
6、CTP技術和刀片電池對方形,軟包意味(wei)著(zhu)什么?
CTP技術,可以(yi)讓方形(xing)電池從(cong)頭排列一米到二米,但對(dui)軟包來講則(ze)非(fei)常困難。緣(yuan)由是軟包要(yao)像(xiang)方形(xing)電池一樣(yang),直接80個或者(zhe)100個電芯立在一起的(de)話,制造難度比(bi)較大。
刀片電(dian)池適用于方形和軟包,差別主要是制造工藝(yi),其中方形適用卷(juan)繞,軟包用疊片工藝(yi)。
7、CTP技術和刀片電池對應的三元和LFP材料體系,哪(na)種更適(shi)合一些?
CTP技(ji)術方案較(jiao)早是用磷酸鐵鋰來做的,后來拓展到三元材料體系。
目(mu)前(qian)技(ji)術難點,主(zhu)要(yao)是(shi)材料(liao)膨(peng)脹(zhang),尤其是(shi)NCM811電池(chi),膨(peng)脹(zhang)系數高,熱失(shi)控、隔離沖(chong)擊等防護(hu)成本較高。
寧德時代的CTP技術,能(neng)綜合評(ping)估成本和風險,可以(yi)在相對(dui)不做NCM811電池基(ji)礎(chu)上,達到(dao)(dao)想要(yao)的能(neng)量密(mi)度,得到(dao)(dao)政策補貼(tie)的優(you)惠。
理論上刀片電池做任何材料體(ti)系都行(xing),只不過目前(qian)主要是(shi)磷(lin)酸鐵鋰。
一方面在成本上更(geng)能接受(shou),另一方面可充分借助(zhu)比亞迪在大巴公(gong)交車的經驗(yan)(yan)積累。對三元(yuan)材(cai)料而言,還需要時(shi)間驗(yan)(yan)證電芯的膨脹和性能衰減有什(shen)么影響(xiang)。
8、CTP技術和刀片電(dian)池(chi),哪種適應發展趨勢?
CTP技術(shu)是(shi)把整車廠跟電芯(xin)廠的交界區域往極限(xian)降(jiang)成本,性(xing)能(neng)參數上主要(yao)是(shi)能(neng)量密度,其(qi)他并沒太(tai)大改變。其(qi)效果(guo)有(you)點像(xiang)現在(zai)智能(neng)手機電池跟手機綁死狀態(tai),但(dan)售后維修性(xing)會(hui)下降(jiang)。
雖然像威馬(ma)、合眾(zhong)、北汽等一些寧德時(shi)代合作伙(huo)伴宣布要用(yong),但并不是(shi)國(guo)內每家(jia)都采用(yong),還處于(yu)評(ping)估狀態。
目前來看,今年(nian)下半(ban)年(nian)底,可(ke)能會(hui)有一部分CTP技術方案的車型出現(xian)。但要等2022年(nian)沒(mei)有補貼之后,才(cai)能真正(zheng)評(ping)估(gu)CTP技術。
刀(dao)片(pian)電(dian)池屬(shu)于制造工藝改進(jin)(jin),可看(kan)作是CTP技(ji)術(shu)的(de)前段。如果刀(dao)片(pian)電(dian)池的(de)穩(wen)定性(xing),一致性(xing),壽命達到一定層次(ci),再(zai)加上(shang)CTP技(ji)術(shu),進(jin)(jin)行電(dian)芯—模組—電(dian)池包的(de)垂(chui)直整(zheng)合(he),經(jing)濟(ji)效益將非常可觀(guan)。
參考文獻:
[1]比亞迪深度報告:刀片(pian)電池推出(chu),預期有望(wang)提升(sheng)[OL] CITICS汽(qi)車研究 2020-1-13
[2]專家解讀(du)CTP及刀片電池技術[OL]安信電新 2020-2-9
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