近期四川地區，尤其是成都的電動(dòng)車(chē)車(chē)主一定難受了一波，這次四川地區的局部限電可以說(shuō)狠狠的打擊了電動(dòng)車(chē)車(chē)主的自信心。在成都車(chē)展的那幾天，只要看到關(guān)于限電的報道，就能看到一長(cháng)串電動(dòng)車(chē)等待充電的視頻，視頻中還夾雜著(zhù)燃油車(chē)主的幸災樂(lè )禍。電動(dòng)車(chē)發(fā)展到今天，如果用木桶效應來(lái)看，和傳統燃油車(chē)對比，有且只有一個(gè)短板，就是續航問(wèn)題，續航問(wèn)題說(shuō)白了就是電池問(wèn)題，電池的能量密度遠遠不如汽油，汽油能量密度大約是12~17MJ/kg，鋰離子電池是0.46~0.72MJ/kg，而汽油機的效率通常在30%~70%，所以100kg的鋰電池充滿(mǎn)電的帶電量大約只相當于3kg汽油的發(fā)電量，雖然這么說(shuō)不嚴謹，但是也基本可以表達二者之間質(zhì)的區別。![]()
造燃油車(chē)時(shí)，造個(gè)油箱可能是最簡(jiǎn)單的事情之一，但是造電動(dòng)車(chē)時(shí)，最難的就是這個(gè)“油箱”，所有廠(chǎng)家都想在這個(gè)“油箱”上做出突破，無(wú)論是特斯拉的4680、還是比亞迪的刀片電池，它們解決的核心問(wèn)題就是如何把“油箱”做大，今天我們要說(shuō)的就是中國動(dòng)力電池界的“牌面”，目前市場(chǎng)占有率第一的寧德時(shí)代所推出的：麒麟電池。在說(shuō)麒麟電池之前，先要講清楚寧德時(shí)代的CTP技術(shù)。什么是CTP技術(shù)，簡(jiǎn)單且不嚴謹的說(shuō)，寧德時(shí)代的CTP技術(shù)和零跑的CTC、特斯拉的4680一樣，都是將電動(dòng)車(chē)的電池與底盤(pán)做融合的技術(shù)，英文全稱(chēng)為cell to pack，也就是無(wú)模組動(dòng)力電池包，但是這里要強調說(shuō)明，無(wú)論是寧德的CTP還是其他國產(chǎn)廠(chǎng)商的無(wú)模組動(dòng)力電池包技術(shù)，和特斯拉的4680還是有很大區別的，這點(diǎn)稍后再展開(kāi)。為什么要做無(wú)模組動(dòng)力電池包呢？本質(zhì)上就是為了在車(chē)身中塞下更多的電池，在沒(méi)找到更高效電池材料的前提下，盡量把“油箱”做大。什么是CTP講完了，目前寧德時(shí)代推出的麒麟電池是寧德時(shí)代第三代CTP技術(shù)的產(chǎn)物，它的體積利用率突破72%，能量密度可達255Wh/kg，如果裝車(chē)的話(huà)，可以使整車(chē)突破1000km續航。這么說(shuō)沒(méi)有概念，舉兩個(gè)例子：特斯拉4680的體積利用率為63%，電池組能量密度為217Wh/kg；比亞迪全新的CTB刀片電池體積利用率為66%，電池組能量密度為200Wh/kg。就目前各家的公布的數據來(lái)看，寧德時(shí)代推出的麒麟電池是目前市面上能量密度最高的量產(chǎn)電池包，換句話(huà)說(shuō)，如果沒(méi)有虛標，誰(shuí)先用上了麒麟電池，誰(shuí)家的電動(dòng)車(chē)先突破1000km大關(guān)。![]()
“?！贝低炅?/strong>，我相信所有人都和我一樣好奇寧德時(shí)代怎么做到的？首先第一個(gè)問(wèn)題，麒麟電池在電池電芯的本質(zhì)上有突破嗎？很遺憾沒(méi)有。麒麟電池組依舊還是使用的三元高鎳版的三元鋰電池，且在電池本身的陰陽(yáng)極等結構方面也沒(méi)有什么突出的技術(shù)突破，依舊保留著(zhù)三元鋰電池高能量密度低穩定性的特點(diǎn)。并且沒(méi)有像特斯拉4680那樣的“無(wú)極耳”設計，電芯體積的增大，電池阻抗也同步增大的物理問(wèn)題依舊沒(méi)有解決。首先采用了電芯倒置的設計，在電池模組結構上面做了創(chuàng )新，之前寧德時(shí)代VDA、590模組時(shí)代，電池電芯是正置狀態(tài)，就和我們裝電池一樣，陽(yáng)極在上陰極在下。而麒麟電池組則是倒立的電池，也就是電芯倒置。使用電芯倒置的排列之后，麒麟電池組讓失控排氣和底部球擊空間共用，也就是我們常說(shuō)的電池排氣和安全空間做到了一體。這樣在整包空間來(lái)看，會(huì )給電芯多留了6%的空間，從而提高電池組的空間利用率。第二麒麟電池采用了集成式的多功能彈性?shī)A層，寧德時(shí)代將電池包中的橫縱梁、水冷板和隔熱墊集成成了多功能的彈性?shī)A層，將支撐、冷卻、隔熱、緩沖功能四合一，并且在多功能彈性?shī)A層內搭建了微米橋連接裝置，可以配合電芯在充放電的過(guò)程中產(chǎn)生的輕微形變而進(jìn)行自由伸縮。最后麒麟電池重構了水冷系統，對冷卻系統進(jìn)行了全新的排布設計。麒麟電池的水冷系統置于電芯與電芯之間，緊貼電芯大面，將傳統置于頂部的水冷系統做到了電池的側面，從而使換熱面積擴大4倍，電芯控溫時(shí)間縮短至原來(lái)的一半，目前寧德時(shí)代官方宣傳麒麟電池可支持5分鐘快速速熱啟動(dòng)及10分鐘快充至80%。一句話(huà)概括就是：麒麟電池組本質(zhì)上并沒(méi)有改變電芯的內部結構和材料，改變的是電池系統結構，通過(guò)高度集成化的電池系統結構，提升電池組整包的體積利用率，從而達到從整包層面來(lái)看的能量密度提升。那么問(wèn)題來(lái)了，高度集成化的電池系統結構會(huì )不會(huì )帶來(lái)一些其他問(wèn)題？眾所周知電池包是非常脆弱的，很多電動(dòng)車(chē)起火的根本原因是底部的電池包受到了超過(guò)它承受閾值的沖擊，所以所有的電池包都會(huì )在底部預留球擊空間。上文我們也提到了，麒麟電池組采用了倒置電芯，將失控排氣和底部球擊空間做成了一體，那么底部球擊空間是允許有一定形變的，這種形變會(huì )不會(huì )影響到有毒氣體的排出？我搜遍了全網(wǎng)，甚至問(wèn)了寧德時(shí)代的官方人員，都沒(méi)有得到準確的答復，只收到了“滿(mǎn)足底部球擊等國標電池安全測試要求”這樣的回答。其次倒置的電芯設計會(huì )使得電池的部分控制單元安置在電池底部，那么當底盤(pán)受到?jīng)_擊后，這些高度集成化的控制單元是否會(huì )受到相比正置更嚴重的影響？這點(diǎn)我也沒(méi)有得到官方的具體回答。本著(zhù)工程師一定比我高明的原則，我覺(jué)得寧德時(shí)代一定有自己的解決方案。最后就是成本問(wèn)題了，高度集成化所帶來(lái)的材料成本一定是上漲的，不過(guò)集成化也會(huì )帶來(lái)人工和裝配成本的下降，所以當我向寧德時(shí)代的官方人員詢(xún)問(wèn)后，得到了“成本屬于商業(yè)機密信息，不便透露”的回答。![]()
在上文我們提到麒麟電池和特斯拉的4680是有很大區別的，我們現在來(lái)說(shuō)具體有什么區別。首先一句話(huà)概括：麒麟電池是高度集成化的電池系統技術(shù)迭代，特斯拉4680則是改變電芯結構的技術(shù)迭代。特斯拉的4680電池最大的升級，或者說(shuō)和目前其他電池廠(chǎng)家相比最大的升級就是“無(wú)極耳”技術(shù)。首先要說(shuō)明，4680的“無(wú)極耳”技術(shù)不是沒(méi)有極耳了，而是整個(gè)面都變成了極耳。極耳就是從電芯中將正負極引出來(lái)的金屬導電體，通俗的說(shuō)是電池正負兩極之間的“金屬棒"，電流只有通過(guò)極耳才能與電池外部連接。但是當電芯體積的增大，極耳的長(cháng)度也會(huì )增加，而過(guò)于細長(cháng)的極耳并不利于電流傳導，如果電流過(guò)大，電池阻抗也會(huì )同步增大，就會(huì )出現發(fā)熱，能量損失增大，而且會(huì )影響電池的安全性能。特斯拉的解決方式就是去掉了4680電池原有的極耳，而是通過(guò)在電極一端涂覆導電材料，直接與殼體或專(zhuān)門(mén)設計的蓋板進(jìn)行連接，電流直接在電極集流體、蓋板、殼體之間進(jìn)行傳導。說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn)就是，電池包覆的本身就是電池的極耳。利用這種技術(shù)，使得特斯拉的4680電池在單體能量密度上能達到約300Wh/kg，但是圓形電池本身在電池倉內的布局有天然劣勢，只能用到60%左右的電池艙空間，所以在整包能量密度上來(lái)看，特斯拉的4680電池反而比寧德時(shí)代的麒麟電池能量密度要低。但是從電芯技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看，4680是要比麒麟電池更加先進(jìn)的，同樣是CTC技術(shù)，特斯拉的4680電池帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng )新會(huì )比麒麟電池更多。寫(xiě)在最后
最后綜合來(lái)看，麒麟電池優(yōu)秀嗎？結果是毋庸置疑的，作為目前能量產(chǎn)的最大“油箱”，麒麟電池在產(chǎn)品力上是非常優(yōu)秀的。雖然麒麟電池在電芯技術(shù)上并沒(méi)有什么突破性的創(chuàng )新，但是勝在技術(shù)相對穩定，并且良品率高。要知道特斯拉受限于極耳激光焊技術(shù)超高的技術(shù)難度，使得4680電池低良品率，導致4680電池組足足跳票了兩年，技術(shù)再好產(chǎn)能跟不上也是白玩。再說(shuō)，電池系統技術(shù)創(chuàng )新就不是創(chuàng )新了嗎？能抓住耗子的就是好貓。
對于消費者來(lái)說(shuō)，只要能滿(mǎn)足日常續航的需求，誰(shuí)管你是通過(guò)什么技術(shù)手段實(shí)現的，只要續航能突破1000km，就不用間隔幾天就需要去充電樁充電，那么城市愛(ài)怎么限電怎么限電，說(shuō)不定當麒麟電池正真的落地交付后，裝載麒麟電池的車(chē)型會(huì )成為消費者在突發(fā)限電中的私人小電站，到時(shí)看燃油車(chē)主還陰陽(yáng)怪氣不？![]()
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