比亚迪刀片电池材料供应_ 比亚迪的“刀片电池”向左,宁德时代CTP向右

比亚迪刀片电池材料供应

动力电池降低成本,中国企业争分夺秒

1992-019年,中国新能源汽车动力电池领域的两大龙头企业宁德时报(Ningde Times)和比亚迪宣布将开始大规模生产——CTP动力电池组,这是一种新的无模块动力电池结构。宁德时报称,在成本方面,CTP电池组体积利用率提高了15%-20%,零部件数量减少了40%,生产效率提高了50%。投入使用后,动力电池的制造成本将大大降低

从宁德时代的规划中,我们知道,到2020年宁德时代,动力电池组的系统能量密度将达到200Wh/kg,单体能量密度为240Wh/kg高镍三元单体。同时,比亚迪计划到2020年,其磷酸铁锂单体能量密度将达到180Wh/kg以上,系统能量密度也将增加到160Wh/kg以上。

中国两家领先的动力电池公司宣布开始批量生产具有新结构的CTP动力电池组。所谓的CTP动力电池组和以前的动力电池组有什么区别?

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什么是CTP动力电池组,字面意思是电池组(Cell To Pack),一般来说,在这种国产纯电动汽车使用电池单元串联成电池模块之前,电池模块串联成整个电池组CTP电池组是直接由电池组电池组成的动力电池组。主要好处是生产成本更低,能量密度更高。

事实上,所谓的CTP动力电池组在纯电动汽车的整个开发过程中并不新鲜。从第一代特斯拉型号s开始,特斯拉就开始使用CTP结构来设计动力电池组的结构。

年早期,特斯拉型号s使用18650钴酸锂电池作为动力电池的单体,该电池最初广泛用于3C产品,由松下公司生产。特斯拉将7000-8000节18650节以上的电池串联并联组装成四大“模块”,然后组装成带有被动散热系统和BMS的动力电池组。

及以后使用的21700规格镍钴铝阳极材料,单次能量密度超过300Wh/kg特斯拉电池组,最高系统能量密度也超过167Wh/kg,当时国内动力电池组系统能量密度保持在140Wh/kg左右经过111纳米、523纳米、622纳米和811纳米的发展,我国电池的能量密度不断提高。

1992,019年下半年,国产大批量生产的碳负极高镍811NCM动力电池的单位能量密度达到240Wh/kg,而硅碳负极高镍811NCM动力电池尚未进入实质性大规模生产阶段,但超过300Wh/kg的单位能量密度已经与最先进的国际水平相当,而大批量生产的碳负极高镍811NCM动力电池系统已经超过170Wh/kg

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如果想进一步提高动力电池的系统能量密度,国内动力电池企业只有两条路可走。一是加快硅碳负极高镍811NCM动力电池的大规模生产计划,二是在现有电池技术的基础上,寻找进一步提高应用端的途径。应用端最好的CTP技术已经成为国内动力电池企业的唯一选择。

根据宁德时代的说法,CTP结构的动力电池组可以将系统的能量密度提升到200瓦时/千克,同时制造成本也会相应降低。此外,作为动力电池企业,销售单个单元或模块的原有商业模式已经直接转变为整个包装供应,这不仅增加了动力电池企业的利润,也相应地减少了动力电池制造商在包装开发过程中因一些车辆制造商的失误而造成的利益和声誉的损失。

因此,作为动力电池公司的供应商,为什么不做不止一件事?

由于CTP结构的动力电池组的发展对动力电池供应商有利,宁德时报和比亚迪作为中国动力电池的领导者,必须走得最早、最快。然而,宁德时代和比亚迪在CTP结构动力电池的技术发展方向上做了完全不同的尝试。

从官方声明和专利信息可以看出,宁德时代的CTP是一种基于高镍三元开发的动力电池组,成本较低,系统能量较高。

根据宁德时代的规划,宁德时代CTP和动力电池组的系统能量密度将在2020年达到200瓦时/千克。如果按照目前装载在紧凑型客车上的400公斤动力电池的重量计算,我们可以知道,如果采用宁德时代CTP结构的动力电池,400公斤动力电池组的电池容量将达到80千瓦小时。根据目前运行条件下耐久性为500公里的紧凑型纯电动汽车65千瓦时动力电池组的通用计算,同等重量的宁德时代CTP结构紧凑型纯电动汽车在运行条件下可以达到600公里以上甚至650公里的耐久性

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。由于采用特斯拉式多排单电池大模块的结构布局(事实上,该模块还没有完全取消),在单排电池之间补充了柱状结构作为整车动力电池的安装固定位置,避免了动力电池在行驶过程中因动力电池组完全取消模块而导致动力电池结构强度不足的问题。

和比亚迪的CTP动力电池比宁德时代变化更彻底

首先,比亚迪没有像宁德时代那样采用高镍811NCM动力电池,而是采用了新开发的磷酸铁锂“刀片电池”,与“绿箭”口香糖状“刀片电池”相似,比普通动力电池更长更薄。短“刀片电池”的长度约为600毫米,而长规格约为1500毫米。

因此,比亚迪的现金转拨方案结构更加简化。动力电池完全取消模块,并以直接串联横向布置方式直接放置在动力电池托盘上。袋体下部采用隔热材料。袋体上部用“口琴管”建立液冷主动循环系统散热。袋体的侧面结构被加强以紧固电池单元。电池托盘和电池单元本身的结构强度用于实现袋体的更高结构强度。

与宁德时代相比,比亚迪CTP结构进化得更彻底,包结构更简单,生产成本控制更好,装配工艺更简化,但包的结构强度比宁德时代差,只有电池托盘、动力电池单元本身、侧结构件等。能够抵抗车辆行驶时动力电池组产生的变形和应力,至少在表面上看起来更薄。可能有必要通过车身的“电池舱”结构进一步加强结构强度。

根据比亚迪的描述,比亚迪的磷酸铁锂CTP电池组将使用180Wh/kg磷酸铁锂单体电池,系统能量密度最高可达160Wh/kg,略低于宁德时代的200Wh/kg。然而,由于磷酸铁锂电池目前的成本可以降低到600元/千瓦时以下,比亚迪CTP电池组作为一种具有成本效益的动力电池组产品仍然具有相当大的竞争力

这意味着比亚迪CTP电池组将成为低端纯电动汽车市场的一支非常有竞争力的力量。

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目前,简化结构、降低成本对每个动力电池企业都极其重要,尤其是在2020年新能源汽车补贴即将取消的时候。无论是比亚迪的CTP“刀片电池”还是宁德时代的高镍三元CTP电池都是市场需求的方向

面向成本的低端市场规模大,需求大。比亚迪磷酸铁锂CTP电池组可能以优异的性价比成为该领域的领导者。随着动力电池技术的不断发展,高端市场将对硅碳负极在300Wh/kg以上、重量更轻、更薄、容量更大的高镍三元单体进行大规模生产。宁德时代,基于高镍三元合金的CTP在能量密度和重量能量密度上占有绝对优势。宁德时代CTP将成为高端市场的主流力量,各方面要求都很高。

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