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麒麟电池,宁德时代的重磅炸弹?

众所周知,电动汽车续航到如今能拥有700km+的续航实力,这与电池技术的飞速发展密不可分。纵观动力电池的发展路线,虽然可以通过新型材料的迭代来提升单体电芯的能量密度,但是这之中的研发成本与研发时间则成为制约其迅速普及的重要壁垒。毕竟时间不等人,所以如何在现有技术上来增加整体电池包的能量密度,成为了行业共同发展的目标。

6月23日,国内的动力电池巨头宁德时代正式发布了CTP 3.0麒麟电池(后称“麒麟电池”)。根据介绍,该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1000km续航。并且通过全球首创的电芯大面冷却技术,麒麟电池可支持5分钟快速热启动及10分钟快充。

据EV视界了解到,这款命名为“麒麟电池”的新产品将于明年量产上市。并且,理想汽车创始人李想就在麒麟电池发布不久,公开站台宁德时代,并在微博上给出了“明年见”的评论。宁德时代官微随后转发了李想的此条微博,同时评论称:“麒麟有理想”。此后,阿维塔和哪吒等车企也就麒麟电池,纷纷与宁德时代展开互动。

那么,受到众多车企青睐的麒麟电池究竟有什么过人之处呢?下面我们就来细细聊一下麒麟电池背后的“秘密”。

电芯倒置,密度增加

首先要说明的一点就是,麒麟电池不是电芯技术,是电池系统技术。

早在2019年,宁德时代突破了早期的电动车型的电池系统是由电芯、模组、电池包组成的壁垒,全球首创了无模组电池包CTP,率先使电池体积利用率突破50%大关。

在之前的CTP电池包上,顶盖向上摆放时,电池包需要给结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块留出空间。

如今在麒麟电池上,宁德时代通过精准计算与模拟仿真的充分验证,在通过大数据的论证后,在电池包内部中让电芯倒置,使多个功能模块共用底部空间。通过该技术,将结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块进行智能分布,进一步增加了6%的能量空间。这就意味着相同的空间麒麟电池可以装下更多的电芯,电池包内的“公摊面积”减小了,能量密度自然就增加了。

据EV视界了解到,通过技术改进麒麟电池可将电池系统能量密度提升至 255Wh/kg,实现续航、快充、安全、寿命、效率以及低温性能的全面提升。

化繁为简,三效合一

有句话说的好:“把复杂的事变简单就是贡献”,宁德时代的麒麟电池就做到了化繁为简。

为了保证更优的安全性和散热性,麒麟电池相比于传统的CTP电池包取消了横纵梁、水冷板与隔热垫原本各自独立的设计,将三者集成为多功能弹性夹层。在夹层内搭建微米桥连接装置,灵活配合电芯呼吸进行自由伸缩,提升电芯全生命周期可靠性。

另外,这个夹层还可以起到传统CTP电池包中结构件的作用。电芯与多功能弹性夹层组成的一体化能量单元,在垂直于行车方向上构建更稳固的受力结构,提高了电池包结结构强度和冲击能力。

急速控温,制冷加倍

现在常见的电池包大多数都是利用底部水冷板进行散热,但是这样就会出现电池包散热慢且不均匀的现象。

而麒麟电池利用弹性夹层将水冷功能置于电芯之间,使换热面积整整扩大了4倍。这项电芯大面冷却技术,将电芯控温时间缩短至原来的一半,让麒麟电池可以轻松满足更大电流和更高电压的快充。据EV视界了解到,目前麒麟电池可支持5分钟快速速热启动及10分钟快充至80%。

并且,在极端情况时,电芯可急速降温,有效阻隔电芯间的异常热量传导,避免电池在非正常工作温度下造成的不可逆损伤,有效提升电芯的寿命和安全性。

由此我们可以看出,麒麟电池冷却面积的大幅提升,可实现全化学体系的热稳定和热安全,从而适配更高能量密度的材料升级,可以有效适配800V电压平台车型的需求。

强中自有强中手

说到800V电压平台车型自然绕不开特斯拉“钦点”的4680电池,那么麒麟电池和4680电池到底谁厉害呢?

从理论上来讲,圆柱电芯的技术成熟度最高,并且特斯拉在18650和21700电芯的管理方面确实有独到之处,但是面对能量翻了几番的4680,特斯拉在电池方面的经验是否仍然游刃有余,尚不能确定。

下面咱们就简单的对比几点:

第一,从量产难度来看,4680电池对卷绕机的精度和极耳的焊接技术要求极高。这也使得4680电池量产的难度大大增加,并且电芯的良品率也不好得到保证。而麒麟电池就不存在这方面的问题,从我们前面说到麒麟电池特性来看,量产的难度并不大。

第二,在体积利用率上,4680电池的圆柱形电芯要低于方形电芯,这是因为圆柱电池在被排列之后,在圆柱与圆柱之间总会流出一些无用的空隙。而麒麟电池中的方形电芯就很好的避免这件事,这是因为它每一组电芯都横平竖直的排列在一起,基本上不会流出空隙。

节省出来的的“公摊面积”装上更多的电芯,可以增加能量密度。宁德时代官方表示,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%。

第三,如果同样用三元材料,得益于体积利用率的优势麒麟电池的方形电芯可以用普通的532或者622的材料,但是4680必须用到高镍,才能有差不多的电量。高镍正极虽然能量密度高,但是也意味着热失控的风险更高,4680电池圆柱形电芯存在散热难的问题,电芯短时间积累大量热量,但侧面散热速度较慢,会对电芯的寿命有很大的影响。

第四,纵观所有负极材料,只有硅基材料能够显著提升负极的克容量,所以4680电池选择硅基材料作为负极也是必然。但同时,硅基负极也存在着致命缺陷。首先硅基负极膨胀倍数大,很容易发生变形,其次它的循环性能和容量也会随着硅体积的变化而下降,再有就是它居高不下的原材料价格。以上这些因素使4680电池在循环性和成本方面比麒麟电池要略逊一筹。

不可否认,4680电芯虽然在单体的能量密度以及快充性能等方面有突出优势。但是电池包是个“TEAM”,在“组队”之后,4680电池在能量密度、快充性能、集成度、导热性能以及成本上,与麒麟电池相比略显不足。

写在最后

麒麟电池可以说在新技术上有着非常独到的优势,从微观世界的模拟计算,到电池结构内部的化繁为简,打破了制约电池续航发展的技术壁垒,它的出现意味着的新能源汽车电池技术再上一个台阶。

目前,国内的理想汽车、哪吒汽车与阿维塔汽车都对麒麟电池感到兴趣。不仅如此,国外的大厂同样向宁德时代抛出了橄榄枝,有消息称起亚将在其本土出售的电动汽车上采用中国宁德时代的电池,这也是起亚首次在本土市场中采用来自其它国家的电池。而路特斯汽车在其官方微博转发宁德时代麒麟电池相关信息并评论称“立创新之巅,望未来之路。路特斯将与好伙伴一起出发,共赴新征程”,这意味着路特斯或将搭载宁德时代麒麟电池。

宁德时代作为新能源汽车动力电池行业中的“榜样力量”,引领了整个行业的创新,促进了中国电池企业的进步,这也无疑加速了中国乃至全球新能源汽车的普及和发展,并且起到推动作用。

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李嘉琦编辑
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