麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

眾所周知,電動汽車續航到如今能擁有700km+的續航實力,這與電池技術的飛速發展密不可分。縱觀動力電池的發展路線,雖然可以透過新型材料的迭代來提升單體電芯的能量密度,但是這之中的研發成本與研發時間則成為制約其迅速普及的重要壁壘。畢竟時間不等人,所以如何在現有技術上來增加整體電池包的能量密度,成為了行業共同發展的目標。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

6月23日,國內的動力電池巨頭寧德時代正式釋出了CTP3。0麒麟電池(後稱“麒麟電池”)。根據介紹,該電池系統整合度創全球新高,體積利用率突破72%,能量密度可達255Wh/kg,輕鬆實現整車1000km續航。並且透過全球首創的電芯大面冷卻技術,麒麟電池可支援5分鐘快速熱啟動及10分鐘快充。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

據EV視界瞭解到,這款命名為“麒麟電池”的新產品將於明年量產上市。並且,理想汽車創始人李想就在麒麟電池釋出不久,公開站臺寧德時代,並在微博上給出了“明年見”的評論。寧德時代官微隨後轉發了李想的此條微博,同時評論稱:“麒麟有理想”。此後,阿維塔和哪吒等車企也就麒麟電池,紛紛與寧德時代展開互動。

那麼,受到眾多車企青睞的麒麟電池究竟有什麼過人之處呢?下面我們就來細細聊一下麒麟電池背後的“秘密”。

電芯倒置,密度增加

首先要說明的一點就是,麒麟電池不是電芯技術,是電池系統技術。

早在2019年,寧德時代突破了早期的電動車型的電池系統是由電芯、模組、電池包組成的壁壘,全球首創了無模組電池包CTP,率先使電池體積利用率突破50%大關。

在之前的CTP電池包上,頂蓋向上擺放時,電池包需要給結構防護、高壓連線、熱失控排氣等功能模組留出空間。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

如今在麒麟電池上,寧德時代透過精準計算與模擬模擬的充分驗證,在透過大資料的論證後,在電池包內部中讓電芯倒置,使多個功能模組共用底部空間。透過該技術,將結構防護、高壓連線、熱失控排氣等功能模組進行智慧分佈,進一步增加了6%的能量空間。這就意味著相同的空間麒麟電池可以裝下更多的電芯,電池包內的“公攤面積”減小了,能量密度自然就增加了。

據EV視界瞭解到,透過技術改進麒麟電池可將電池系統能量密度提升至255Wh/kg,實現續航、快充、安全、壽命、效率以及低溫效能的全面提升。

化繁為簡,三效合一

有句話說的好:“把複雜的事變簡單就是貢獻”,寧德時代的麒麟電池就做到了化繁為簡。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

為了保證更優的安全性和散熱性,麒麟電池相比於傳統的CTP電池包取消了橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本各自獨立的設計,將三者整合為多功能彈性夾層。在夾層內搭建微米橋連線裝置,靈活配合電芯呼吸進行自由伸縮,提升電芯全生命週期可靠性。

另外,這個夾層還可以起到傳統CTP電池包中結構件的作用。電芯與多功能彈性夾層組成的一體化能量單元,在垂直於行車方向上構建更穩固的受力結構,提高了電池包結結構強度和衝擊能力。

急速控溫,製冷加倍

現在常見的電池包大多數都是利用底部水冷板進行散熱,但是這樣就會出現電池包散熱慢且不均勻的現象。

而麒麟電池利用彈性夾層將水冷功能置於電芯之間,使換熱面積整整擴大了4倍。這項電芯大面冷卻技術,將電芯控溫時間縮短至原來的一半,讓麒麟電池可以輕鬆滿足更大電流和更高電壓的快充。據EV視界瞭解到,目前麒麟電池可支援5分鐘快速速熱啟動及10分鐘快充至80%。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

並且,在極端情況時,電芯可急速降溫,有效阻隔電芯間的異常熱量傳導,避免電池在非正常工作溫度下造成的不可逆損傷,有效提升電芯的壽命和安全性。

由此我們可以看出,麒麟電池冷卻面積的大幅提升,可實現全化學體系的熱穩定和熱安全,從而適配更高能量密度的材料升級,可以有效適配800V電壓平臺車型的需求。

強中自有強中手

說到800V電壓平臺車型自然繞不開特斯拉“欽點”的4680電池,那麼麒麟電池和4680電池到底誰厲害呢?

從理論上來講,圓柱電芯的技術成熟度最高,並且特斯拉在18650和21700電芯的管理方面確實有獨到之處,但是面對能量翻了幾番的4680,特斯拉在電池方面的經驗是否仍然遊刃有餘,尚不能確定。

下面咱們就簡單的對比幾點:

第一,從量產難度來看,4680電池對卷繞機的精度和極耳的焊接技術要求極高。這也使得4680電池量產的難度大大增加,並且電芯的良品率也不好得到保證。而麒麟電池就不存在這方面的問題,從我們前面說到麒麟電池特性來看,量產的難度並不大。

第二,在體積利用率上,4680電池的圓柱形電芯要低於方形電芯,這是因為圓柱電池在被排列之後,在圓柱與圓柱之間總會流出一些無用的空隙。而麒麟電池中的方形電芯就很好的避免這件事,這是因為它每一組電芯都橫平豎直的排列在一起,基本上不會流出空隙。

節省出來的的“公攤面積”裝上更多的電芯,可以增加能量密度。寧德時代官方表示,在相同的化學體系、同等電池包尺寸下,麒麟電池包的電量,相比4680系統可以提升13%。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

第三,如果同樣用三元材料,得益於體積利用率的優勢麒麟電池的方形電芯可以用普通的532或者622的材料,但是4680必須用到高鎳,才能有差不多的電量。高鎳正極雖然能量密度高,但是也意味著熱失控的風險更高,4680電池圓柱形電芯存在散熱難的問題,電芯短時間積累大量熱量,但側面散熱速度較慢,會對電芯的壽命有很大的影響。

第四,縱觀所有負極材料,只有矽基材料能夠顯著提升負極的克容量,所以4680電池選擇矽基材料作為負極也是必然。但同時,矽基負極也存在著致命缺陷。首先矽基負極膨脹倍數大,很容易發生變形,其次它的迴圈效能和容量也會隨著矽體積的變化而下降,再有就是它居高不下的原材料價格。以上這些因素使4680電池在迴圈性和成本方面比麒麟電池要略遜一籌。

麒麟電池, 寧德時代的重磅炸彈?

不可否認,4680電芯雖然在單體的能量密度以及快充效能等方面有突出優勢。但是電池包是個“TEAM”,在“組隊”之後,4680電池在能量密度、快充效能、整合度、導熱效能以及成本上,與麒麟電池相比略顯不足。

寫在最後

麒麟電池可以說在新技術上有著非常獨到的優勢,從微觀世界的模擬計算,到電池結構內部的化繁為簡,打破了制約電池續航發展的技術壁壘,它的出現意味著的新能源汽車電池技術再上一個臺階。

目前,國內的理想汽車、哪吒汽車與阿維塔汽車都對麒麟電池感到興趣。不僅如此,國外的大廠同樣向寧德時代丟擲了橄欖枝,有訊息稱起亞將在其本土出售的電動汽車上採用中國寧德時代的電池,這也是起亞首次在本土市場中採用來自其它國家的電池。而路特斯汽車在其官方微博轉發寧德時代麒麟電池相關資訊並評論稱“立創新之巔,望未來之路。路特斯將與好夥伴一起出發,共赴新徵程”,這意味著路特斯或將搭載寧德時代麒麟電池。

寧德時代作為新能源汽車動力電池行業中的“榜樣力量”,引領了整個行業的創新,促進了中國電池企業的進步,這也無疑加速了中國乃至全球新能源汽車的普及和發展,並且起到推動作用。