麒麟电池,其主要是结构上的创新,本质还是锂离子电池,磷酸铁锂和三元锂离子电池均有。材料上的创新主要是负极材料,为实现4C快充技术,需要把人造石墨做成碳包覆的二次颗粒,同时添加碳基负极,对电解液、导电剂的配合要求也更高。相关知识介绍如下!
1、续航能力
通过结构创新,提升了电池包的体积利用率,同体积下电池容量更大。麒麟电池磷酸铁锂系统能量密度160wh/kg,对比比亚迪第一代刀片电池有所提升。麒麟电池三元高镍能量密度255wh/kg,相比4680电池能多装13%的电,能够实现上千公里的续航里程。
2、充电速度
具备4C快充,从10%充至80%的电量仅需10分钟,充电池材料的角度出发,4C快充的实现主要取决于负极材料,电解液、导电剂则起配合作用,把人造石墨做成碳包覆的二次颗粒,同时添加碳基负极,这是当前最先进的负极材料技术,具备该技术的负极材料公司也不多。
3、寿命及安全
传统电池水冷功能一般在电池底部,而麒麟电池通过在电芯之间加水冷板,使换热的面积扩大了4倍,使相邻电芯间的热传导降低,极端情况下,可极速降温,温控时间缩短至原先的一半。有效延长了电池的寿命,提高了安全性能。
1、麒麟电池仅是结构调整
宁德时代作为动力电池大哥,自然被赋予了更大期待,麒麟电池不是在新材料上的创新,让粉丝失望了。目前,固态电池技术还不成熟,通过结构化创新来提高动力电池性能,不失为一条稳妥且有效的方式。
麒麟电池在CTP1.0无模组结构的基础上,将横纵梁、水冷板与隔热垫三个独立的设计,集成为多功能弹性夹层。又通过对结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块重新分布,共同电池包底部空间,进一步提升了电池包的体积利用率。相比CTP1.0的55%,麒麟电池72%的体积利用率有了很大的提升空间。
2、能量密度提升不明显
体积利用率上,相比4680电池的63%,刀片电池的60%,麒麟电池明显占优势。麒麟电池磷酸铁锂系统能量密度160Wh/kg,相比比亚迪的第一代刀片电池140Wh/kg能量密度,提升了14%。不过刀片电池是2020年已实现量产上市,而麒麟电池的量产时间则是2023年。而这两年,刀片电池也有在逐步提升,行业预计2025年,刀片电池能量密度将超180Wh/kg。
2022年比亚迪也推出了自己的CTB电池技术,可将纯电车型体积利用率提升到66%。且麒麟电池是否能够实现刀片电池同样低的成本,目前来说是一个悬念。如此看来,宁德时代很难依靠麒麟电池,在磷酸铁锂电池赛道上,压制比亚迪的刀片电池。
不过麒麟电池三元高镍能量密度255Wh/kg,电池包的电量,相比4680电池系统提升13%。两者均属于三元高镍,按照如此高的能量密度来看,应该均为NMC811,宁德时代装车的NMC811型电池能量密度已达184Wh/kg。因此麒麟电池能量密度的提升还是比较明显的。
当然,动力电池是不能唯“能量密度”论,需要综合考虑成本、安全性、寿命、耐低温性能等。
麒麟电池三元高镍能量密度255Wh/kg,因此电池包的电量,相比4680电池系统提升13%。宁德时代目前的NMC811三元高镍电池,能量密度达到了184Wh/kg,与自己对比,麒麟电池确实有了长足的进步。而麒麟电池磷酸铁锂版能量密度160Wh/kg,比第一代刀片电池的140Wh/kg也更高,不过大概率会被第二代刀片电池超越。
麒麟电池取消了横纵梁、水冷板与隔热垫三者各自独立的设计,集成为多功能弹性夹层(如下图),结构进一步简化。夹层中微米桥连接装置,能够配合电芯在工作中的膨胀,进行自由伸缩,从而提高电芯全生命周期的可靠性。
此外,结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块进行智能分布,且多个模块通用电池包底部空间,进一步增加了6%的内部空间。这些麒麟电池在CTP的基础上进一步提升体积利用率的核心。
进一步改善电池内部冷却系统,传统电池水冷功能件一般置于底部,麒麟电池则置于电芯之间,使换热面积扩大了4倍,有效缩短了一半的电芯温控时间,相邻两款电芯的热传导降低,避免出现热失控,有助于提高极端情况下,电池内部的快速降温。因此安全、寿命等得到了有效提升。
麒麟10分钟快充(10%充至80%电量)的实现,从电池材料的角度出发,主要取决于负极材料,电解液、导电剂起配合作用。麒麟电池负极原理是把人造石墨做成碳包覆的二次颗粒,同时添加碳基负极,以此来提高充电速度。
宁德时代的麒麟电池跟比亚迪刀片电池、特斯拉4680电池一样,是电池的一种封装技术,属于动力电池的结构创新,不是电池新材料的创新,所以麒麟电池材料并没有太多变化,麒麟电池既可以是磷酸铁锂电池,也可以是三元锂离子电池。而4C快充的应用则主要在负极材料上的变化。
2022年6月23日,宁德时代发布了CTP3.0麒麟电池,根据官方的宣传,麒麟电池体积利用率达72%、磷酸铁锂版能量密度160Wh/kg、三元高镍可达255Wh/kg、实现续航超一千公里,支持5分钟快速热启动、10分钟快充,此外安全、寿命、效率、以及低温性能均实现提升。
2019年,宁德时代首创了电池CTP1.0技术,简单理解,即无模组电池包。传统结构是电芯⇒模组⇒电池包⇒底盘,而CTP1.0直接省掉了模组,直接把电芯集成到电池包上,同体积的电池包能够装更多的电芯,体积利用率达到了55%。
总结:麒麟电池属于宁德时代CTP3.0技术,在结构上进一步创新,体积利用率达到了72%,为目前最高水平。其中,比亚迪刀片电池体积利用率为60%,特斯拉4680电池为63%。既然电池包能够装载更多电芯了,能量密度就能进一步提高了。
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