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    性能超特斯拉4680电池?“宁王”麒麟电池有何奥秘

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    壹零社爱科学2022-06-23

    宁德时代为麒麟电池造势依旧,一款被誉为性能超特斯拉4680电池的新品,究竟能为新能源汽车市场带来怎样的改变?


    让整车续航可达1000公里的麒麟电池


    6月23日,宁德时代发布第三代CTP——麒麟电池。


    宁德时代表示,麒麟电池系统集成度创全球新高,体积利用率突破72%,能量密度可达255Wh/kg,轻松实现整车1000公里续航。

    2019年,宁德时代首创了无模组电池包CTP,使电池体积利用率突破50%。伴随核心工艺、核心算法、核心材料的全方位提升,宁德时代以“麒麟”的名字重新定义电池结构设计。


    通过三大技术革新,麒麟电池可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg。



    宁德时代表示,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系统可以提升13%,实现了续航、快充、安全、寿命、效率、以及低温性能的全面提升。


    据了解,麒麟电池将于2023年量产上市。



    国泰君安投资顾问蒋亦凡指出,本次的麒麟电池技术指标基本上比传统的磷酸铁锂和高镍三元效率提升10至15%左右,那么对于电池行业而言,无疑又是一次比较大的进步,但是也必须要认识到一个现实情况,就是以锂这个材料作为正极的电池,其实它在物理上还是会存在一定的极限。


    蒋亦凡进一步指出,目前的技术升级,其实只是在传统的锂电池的基础上往前更跨一步,但是要说出现电池代际的跨越式发展,可能还是要等到一些新材料的应用,或者新的电池形式应用出来之后。


    湘财证券首席投资顾问潘俊认为,在新能源汽车时代,宁德时代显然已经是整个行业的龙头,包括这种电池技术路径上面的卡位,对于宁德时代来讲,也有望提升它的估值。对于和宁德时代深度绑定的公司来说的话也是有利的。


    电池厂商争相布局的CTP赛道


    麒麟电池本身属于CTP 3.0电池阵营,相较于传统“电芯-模组-电池包”三级结构,CTP技术省去或减少模组组装环节,将电芯直接集成至电池包。空间利用率提升、电池包减量,能量密度提升的同时成本下降成为CTP的“杀手锏”。


    在发布麒麟电池之前,宁德时代在2019年发布了与北汽新能源携手打造的全球首款CTP电池包。作为宁德时代的第一代CTP电池,它取消了模组侧板等零部件以及模组紧固件焊接等工序,使得电池包体积利用率提高20%-30%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%。



    第二代则将原有模组电芯电压电流采样等零件进行集成,进一步减少了模组附件数量,将电芯集成直接装入电池箱。


    事实上,比亚迪2020年推出的刀片电池(GCTP)与宁德时代的CTP技术本质上是相同的。刀片电池直接采用了无模组的设计,大幅度减少内部的线缆和结构,电池体积利用率相较于传统电池包提升了50%以上、零部件数量减少40%、生产效率提升50%,最终成本下降30%。


    二线电池厂中,蜂巢能源、中创新航也推出过CTP相关产品。与传统590模组相比,蜂巢能源CTP第一代减少24%的零部件;第二代成组效率提升5-10%,空间利用率提升5%,零部件数量再减少22%。


    中创新航推出的One-Stop Bettery无传统壳盖,通过多功能复合封装、一体桥接电连接、高剪切外绝缘等技术,使结构重量降低了40%、零部件数量减少了25%、空间利用率提高5%。



    除了方形电池厂商,远景动力、捷威动力等软包电池企业也在试水CTP方案。其中,远景动力软包CTP同等空间内电池容量将增加一倍,续航延长至1000km,预计2024年量产;捷威动力基于软包大模组概念推出的积木电池技术已成熟,送样国际车企,国内规模推广在即。


    从上述企业的技术路线可以看出,虽然电池产品的具体名称不一样,但技术都是围绕CTP来展开。沪上一位券商新能源行业分析师对第一财经表示,宁德时代、比亚迪等推出的这些产品技术思路都是一样,着力增大空间利用率,只是内部结构,比如结构件、模组要求有差异,整体来看大同小异。


    叫板特斯拉“4680”


    对标特斯拉4680电池,让麒麟电池一露面便成为市场关注的焦点。


    根据宁德时代官方介绍,麒麟电池在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,其容量相比特斯拉推出的4680电池可以提升13%。


    4680电池是特斯拉的第三代电芯产品,该电芯产品为圆柱形,46代表的是圆柱直径为46mm、80代表的是圆柱高度为80mm。


    2020年9月22日,特斯拉CEO马斯克在特斯拉电池日上发布了第三代4680电芯。相比于第二代2170电芯,4680电芯的能量提升了5倍,输出功率提升6倍,配合着新的装配工艺,可以让电动车续航提升54%,每千瓦时电池价格下降56%,生产成本降低69%。


    特斯拉CEO马斯克曾直言,这种电池将使其公司生产售价2.5万美元的电动汽车成为可能。目前,特斯拉自建产线已经完成4680电池的小规模量产,随着未来良品率提升、成本下降,4680电池可能率先在Model S(图片|配置|询价)和Model X上使用。


    若4680电池实现大规模量产,将给“万亿宁王”带来压力。作为宁德时代的最大“金主”,特斯拉去年“吃掉”了宁德时代约20%的产能,如果宁德时代后期真的没有能媲美“4680”的产品,那么对其注定会产生不小的影响。


    有观点认为,4680电池拥有优秀的快充能力,很有可能在未来一段时间成为行业重要的标准化产品,进而影响整个电池市场的格局,这或许正戳中了宁德时代的“要害”,所以它也在加速新产品的研发。


    事实上,当特斯拉将手伸向电池产业链的那一刻开始,锂电池产业就注定迎来新一轮深度竞争。


    技术路线的博弈


    宁德时代麒麟电池与特斯拉4680的较量,实际上是不同技术路线的践行。


    以特斯拉4680为代表的圆柱形电池阵营的代表,产业链布局较早也较为完善,松下和LG新能源均计划在2023年量产4680电池,松下位于日本和歌山县的工厂正在引进2条产线,LG新能源也开始建设一条试点生产线。


    在特斯拉的带动下,国内龙头企业也在布局大圆柱电池。


    亿纬锂能目前已建成电池产能39GWh,预计2024年将扩大至225GWh,其公告显示在湖北荆门计划投产20GWh年产能的三元大圆柱电芯产线,建设周期不多于18个月,有望在2024年底开始供应。


    比克动力电池副总裁樊文光也认为,目前4680电池正处在从设计验证到工程验证的推进阶段。大圆柱电池是未来5至10年内中高端电动车的最优解,至2025年大圆柱电芯市占率将超30%,超过2021年全球总需求量。



    当然,并非所有的企业都愿意让特斯拉通过圆柱电池掌控话语权,去年年底以来,动力电池产业链多个产品因供不应求而不断涨价,新能源汽车发展面临不少问题,不少龙头企业都在攻关电池新技术,宁德时代麒麟电池的正式登场,意味着锂电池新一轮深度竞争已拉开序幕。


    锂电池进入新一轮深度竞争


    宁德时代预计在未来仍是多数主流车企的第一电池供应商选择。从车企角度出发,定点除宁德时代之外的其他电池供应商可以保障其供应链安全,同时适当加强其产业链议价权,是必要之举。但基于宁德时代的技术能力、产品成本控制能力、和客户多途径深度绑定,宁德时代仍然有望是众多车企的第一电池供应商选择。


    宁德时代麒麟电池(CTP3.0 电池)的发布,意味着锂电池进入新一轮深度竞争,技术或成为各家比拼的关键。


    公开数据显示,从去年7月初至今,碳酸锂涨幅约500%,氢氧化锂涨幅约400%,三元材料涨幅约130%,磷酸铁锂材料涨幅约220%,电解液涨幅约40%,负极材料和隔膜价格也略有增长。受到上游材料成本的持续冲击,去年年中至今,电芯销售价格涨幅50%-60%,电芯综合成本涨幅在65%以上。



    面对电池原材料价格的持续上涨,宁德时代在近期曾提出“车企可以从提高产品性能和能量密度,优化产品设计,改进生产工艺,提高产品良率,实现更高效的自动化生产,与产业链达成深度合作等方式降低生产成本和原材料成本”的解决思路。简而言之,宁德时代希望通过提高技术实力,减少对原材料的损耗。


    事实上,不仅是宁德时代,包括亿纬锂能、孚能科技等腰部动力电池企业近年来也围绕提升技术、降低成本等课题深度布局。比如,在技术层面,孚能科技三元软包电池的能量密度可以达到285Wh/kg;中创新航的磷酸铁锂能量密度已达到185Wh/kg,并计划在3年内量产350Wh/kg的产品;国轩高科自研基于高性能LFP正极材料的磷酸铁锂电池计划在今年量产,单体能量密度能够达到210Wh/kg。



    一年前,宁德时代董事长曾毓群曾在行业内首次提出,未来5年间动力电池将进入TWh(太瓦时)时代。这意味着,高效率、高品质的交付将是企业重要的核心竞争力,其背后将是电池研发、生产技术的实力比拼。


    或许在不久的将来,一场由技术推动的新能源汽车领域变革即将到来。

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