该轮到中国动力电池被国外追赶了

  6 月 23 日，宁德时代正式以一段不满4分钟的视频发布了其第三代CTP技术。官方将这种技术命名为“麒麟电池”。虽然视频本身非常简短，而且充满了各种动力电池技术名词，但“麒麟电池”的出现再次证明了一个事实——中国动力电池企业的技术实力已经站稳全球第一梯队，不仅在生产规模上，就连技术上也慢慢的开始超越日韩前辈。

  宁德时代官方就在视频中将“麒麟电池”与之前动力电池领域的“国外标杆”4680进行了对比，从电池关键的5大性能（单位体积内的包含的能量、快充性能、导热效率、系统集成效率、安全性）来看，“麒麟电池”高了不是一点半点。

  究竟该怎么样理解宁德时代这次的技术创新？这次创新又折射出中国新能源汽车行业怎样的发展状态？

  回顾全球锂电池技术的发展，中国一直是“后来者”。目前全球动力龙头之一的松下从1970年（至今已超50年）就慢慢的开始生产锂电池；而宁德时代的起点即便算上消费电子时代，顶多只能追溯到1999年，两者相差近30年。

  先拿电池外形来说，虽然在普通人看起来只是大小和形状的不同，但它会显著地影响到电池的性能表现。日韩系厂商从消费电子时代就牢牢占据圆柱电池赛道，先天就拥有一致性更好（电池单体差异小）、力学结构强（更安全）、单位体积内的包含的能量高（电池单体容易卷绕填满）等特点。

  也正是因为这一些优点的存在，让特斯拉在2008年选择了松下的18650（直径18毫米、高度65毫米）电池。而特斯拉2年前（最近才开始量产）发布的4680（直径46毫米，高度80毫米），基本能看作18650的全面升级版本，不仅个头变大了（单个容量变大），在结构上也实现了一系列创新（无极耳等）。

  相比之下，因为圆柱电池赛道“阻碍”重重的中国动力电池企业，包括宁德时代，走上了大体积方形电池的发展路线。这种电池虽然看起来是方形的，但内部实际上仍然是一个卷绕起来的结构，不可避免地导致一致性挑战大（已被高度自动化的机械生产方式解决）、单位体积内的包含的能量稍低（内部边角体积不一定全部被利用）。

  我们上面对比的对象都是单个电池的情况，当到了“把电池装进车里”这个环节，方形电池和圆柱电池的优劣势就完全转换了过来。

  圆柱形电池无论怎么“拼”，电池与电池中间都会有大量的间隙，为帮助电池散热，散热的管道还必须弯曲成贴合电池的连续曲面（如特斯拉电池结构图），反过来导致了电池包（就是把电池全部装在一起形成一个大盒子，再装到车上）的设计很复杂，系统的单位体积内的包含的能量进一步折损。

  而当轮到方形电池，拼就显得太简单了，因为所有面都是平面，电池与电池之间也不存在不规则的间隙，散热的管道也能够完全按照直线布置，让电池包内的空间利用变得更高效，从而抵消了电池包环节的先天劣势。

  而这次“麒麟电池”所代表的CTP（Cell to Pack）技术，说白了就是对“方形电池装到电池包”这一大环节的进一步优化。

  传统的电池在装进电池包之前，还会先组合成模组。模组中除了电池还会有控制、导电连接、塑料框架、冷却装置等，都会占据额外的体积。而模组与模组之间还会留有一定的间隙，留给紧固件、横梁、纵梁等物理结构。去掉模组，意味着对这些多余结构开刀，同样的体积自然可以塞进更多的电池。

  以目前动力电池行业的实际产品表现来对比，有模组的动力电池体积利用率大概是40%，2019年宁德时代的第一代CTP技术已将体积利用率提升到了55%，而到了这次第三代的“麒麟电池”，宁德时代已经将体积利用率提到了惊人的72%。

  简单点说，跟有模组的普通电池比起来，“麒麟电池”在同样的体积内足足可以塞下1.8倍的电池容量，让最终的车辆续航能力实现接近80%的增加。

  对于早就“脸贴脸”的圆柱电池来说，并不存在“麒麟电池”这样的升级空间，即便是最“先进”的4680，整体的体积利用率也不过63%。这一根本性的差距，再叠加上宁德时代成熟完善的方形电池产品，最终让“麒麟电池”可以在同等体积下比4680多塞进13%的电量，在使用三元锂电池的情况下，系统单位体积内的包含的能量能够达到255Wh/kg，帮助纯电汽车实现1000公里续航。

  当然，作为一个复杂的汽车子系统，动力电池包也并不只是把过去多余的东西全部去掉，直接把电池“堆”进去就完事了。宁德时代在“麒麟电池”引入了一项名为“多功能弹性夹层”的技术，通过单个结构完整解决了电池单元隔热（隔热垫）、散热（水冷系统）、结构强度（横纵梁）的综合需求，成为提升“麒麟电池”系统单位体积内的包含的能量的最大功臣。

  从宁德时代公布的视频中来看，这一装置是多道、空心、可横向压缩变形的金属结构。不仅将每一层的电池单元间隔开来，同时还相当于为整个电池包增加了数十道横向的加强筋，能够大幅度的增加侧面碰撞的安全性。

  可横向压缩变形这一点也大有学问，电池包的电芯在运转的过程中会发生温度的变化，其尺寸也会相应变化。过去的做法是空出一个间隔，让它们互相不碰上，而在“麒麟电池”电池中，宁德时代则是让整个夹层自己能伸缩。

  其空心的结构中直接流有冷却液，对每一个电池单元形成“两面夹击”，从而获得远超过去方形电池“上下夹击”（接触面积更小）的散热效果。因为这份出色的散热效果，“麒麟电池”还在快充性能上逐步提升，达到了惊人的“4C”（1小时充满次数，也就是15分钟充满）充电速度，它同时还能在5分钟内完成热启动，并且在10分钟内充入80%的电量。

  值得特别一提的是，宁德时代已经于今年4月对“多功能弹性夹层”装置申请了发明专利，显然是其最新的自研成果。

  按照宁德时代官方公布的规划，“麒麟电池”将于明年量产，届时装备这种电池的全电新能源车不仅容量将有起码40-50%的提升，同时还能拥有15分钟快充、更大车内空间等一系列优势，非常有可能在全球新能源产业掀起动力电池的新一波变革。

  最近几年在不经意间，锂电领域“中国追逐日韩”的态势，已经转变为了“日韩追逐中国”。宁德时代在乘用车锂电池市场中的长足发展就是最好的例子。

  截至2021年，宁德时代已经连续五年“霸占”全球最大动力电池企业的宝座。2021年装机量达到96.7GWh，同比增加了167.5%，全球市场占有率也进一步增长，从2020年的24.6%增长到了32.6%。

  多增长的8%市场占有率，大多数来源于日韩“老二”、“老三”的LG和松下。2020年，宁德时代和LG化学对特斯拉上海工厂的供货比为2:8，这一个数字到了2021年，直接“倒”过来变成了7:3。特斯拉的这一“倒戈”行为，显然是宁德时代综合竞争力的最好体现。

  在已经站稳全球、国内动力电池市场占有宝座的前提下，宁德时代其实还在进行着自己的扩张计划，只不过下一步的目标直接跳到了欧洲。

  宁德时代在德国图灵根州的第一座海外工厂，在今年4月已经获得了当地政府发放的生产许可证。这座工厂生产的动力电池，大概率将供应给德国境内三家全球车企龙头：奔驰、宝马、大众。

  通过与更多国际车企的深度合作，宁德时代必然也将从国内新能源汽车市场走向全球新能源汽车市场，迎来更高速的发展。

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