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动力电池大PK 谁将最终胜出?

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2021-03-05EV世纪 EV君

  随着新能源汽车产业在全球市场的快速发展,作为新能源汽车最核心零部件之一的动力电池产业也迎来了高速发展的机遇期。但与此同时,新能源车的动力电池众多,安全成为社会大众广泛关注的话题。目前,宁德时代推出CTP技术,比亚迪的刀片电池名声大振,江汽集团将蜂窝电池作为发展重点.三种电池技术都是运用层面的革新与创新,那么PK之下哪种电池最终能够胜出?

  宁德时代CTP

  和传统电池包采用单体到模组再到电池包的成组方式不同,宁德时代的CTP技术是直接将电池模组省去,将电芯集成到电池包上,从而提升了电池包的空间利用率,减轻了电池包重量,也提升了能量密度和降低了生产成本。

  根据宁德时代的说法,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,电池包能量密度提升了10%-15%,将大幅降低动力电池的制造成本。目前,宁德时代已经取得超70项CTP核心专利,预计后期还将有更多的新技术应用在CTP电池包以保障产品安全。

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  在补贴退坡和市场竞争加剧等压力下,当前主机厂和电池厂都在通过改进电池生产工艺、去除杂质、寻找新材料等方式,提高电池包能量密度,同时追求更低的成本。总体而言该方法有积极作用,但优化空间有限。

  而宁德时代通过省略模组,直接将大量的电芯串并联在一起,的确可以起到减少零部件使用,从而达到优化空间利用率,减轻电池包重量,提升能量密度的效果。

  比亚迪刀片电池

  比亚迪的刀片电池最开始被民众关注,是源于一个针刺试验的视频。这个针刺试验可谓是电池领域的“乞力马扎罗”,试验时通过一根钢针,直接穿过电芯,导致内部线路大面积短路甚至发生起火的现象。

  其实,“刀片”只是单体电池的形状,本质采用的还是磷酸铁锂电池。刀片电池将单个电芯进行“扁平化”处理,宽度拉长之后厚度也变得更薄。“刀片电池”技术PACK体积能量密度超过330Wh/L,较原有电池系统可提升30%以上,通过节省物料、人工费用等,电池包成本有望降低30%。由于“刀片电池”比传统方形电池更薄,因此散热效果更好。

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  按照一辆车搭载60度电计算,磷酸铁锂与三元锂电池的成本差约为1.8万元,续驶里程为250公里到400公里之间的补贴为1.8万元,补贴已经抹平了两者之间的成本差距,超过400公里安装三元电池获得的补贴更多,成本差额出现倒挂。在利益的驱动下,整车企业纷纷选择三元锂电池。

  江汽集团蜂窝电池

  蜂窝电池采用了蜂巢结构的仿生设计,通过外延包覆的UE技术,实现单元化封装,可做到电芯单体之间电隔离和热隔离,有效避免因电池失效导致的车辆起火,提供安全放心的用车选择。截至2020年末,该方案在2万辆车近四年使用,累计监控识别6例电芯爆炸故障车辆,均未起火。

  蜂窝电池的电芯按照六边形排列,电芯之间注满导热胶,这保证了电芯的散热速度。导热胶与电芯100%接触将加快电芯的散热速度。电芯的电化学反应不可避免带来热量散发,导热胶快速把热量传递出来,确保电池包内部的温差≤3℃。

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  蜂窝电池还有一个关键是电芯采用双防爆阀。以往的圆柱电池都只有一个防爆阀位于电芯的顶端。电芯内部一旦发生热失控,反应非常剧烈,只有一端设计了阀,意味着气体只能从一个方向涌出。采用双防爆阀设计,分流涌出的气体,降低剧烈程度。

  蜂窝电池的最大特点就是提升安全,预计可以将电池失效导致的车辆起火概率降低一个数量级,蜂窝电池已经过了多项严格测试。从底部直接用汽油加热,连续加热130秒;直接用火焰接触电池包,连续燃烧130秒。在这些极端测试中,蜂窝电池都经受住了考验。

  从目前来看,这三种电池在新能源车市场都占据着一定的比例,尽管优势各不相同,但都在推动中国新能源车的发展,可以预见未来中国的新能源汽车将更大更强。

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