作者｜JimmyMa郵箱｜majiming@pingwest.com去年7月，寧德時代僅通過一場10分鐘左右的線上發布會，就公布了其第一代鈉離子電池。整場發布會如高三衝刺期的課堂一般，全程無廢話，都是知識點。而在今年6月份，寧德時代更是只用了不到4分鐘的一個短片，發布了其第三代CTP（Cell To Pack）——麒麟電池。值得矚目的不僅是高達255Wh/kg的系統能量密度，還有針對電池安全、快速充電等動力電池的痛點給出了新的解決方案。更重要的是，這塊電池不是遙遠的期貨，而是2023年量產在即的產品。圖源：寧德時代與麒麟電池一同來的，還有動力電池的下一輪技術周期。255Wh/kg的能量密度，什麼概念？相比「單體能量密度」而言，系統能量密度——即整個電池包（包含BMS電池系統、線路等）的能量密度，更能直觀地看出一塊動力電池包乃至整車的真正實力。255Wh/kg的系統能量密度，到底是什麼概念？品玩通過梳理工信部發布的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》發現，目前寧德時代在系統能量密度這一參數上已經處於排頭兵地位。目前系統能量密度最高的兩款車型分別為嵐圖夢想家（212Wh/kg）與紅旗E-HS9（206Wh/kg），均搭載寧德時代提供的三元鋰電池。因此，目前在系統能量密度上只要能突破200Wh/kg，便是相當可觀的成績。而市面上比較熱門的一些主流電動汽車，能量密度還只有160-190Wh/kg。再直觀一點，麒麟電池如果搭載到目前的車型上，續航能延長多少？可以簡單地估算一下。以目前在售的特斯拉Model 3 高性能版（雙電機版本）為例，這款車搭載一塊系統能量密度為168Wh/kg、總能量78.4kWh的三元鋰電池，CLTC標準下續航675公里。如果將電池包系統能量密度提升至麒麟電池的255Wh/kg，電池包重量不變的情況下，電池包總能量可提升至110-119kWh左右，粗略估算續航最高能達到950-1000公里左右。再以一款SUV車型，比亞迪2022款唐EV為例。這款車採用比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池，系統能量密度為150Wh/kg，電池包總能量108.8kWh，CLTC標準下續航730公里。如果將電芯材料更換為三元鋰材料的麒麟電池並將系統能量密度提升至255Wh/kg，電池包重量不變的情況下，電池包總能量可提升至175-185kWh左右，粗略估算續航最高能達到1170-1240公里左右。麒麟電池能做到如此高的系統能量密度，功夫主要下在電池包上，而不是單個電芯。麒麟電池在設計上與其他CTP產品的主要不同在於，它將隔熱墊、水冷板、橫縱梁三者集成為「多功能彈性夾層」，此外，寧德時代通過精準計算與AI模擬仿真，將結構防護、高壓連接、熱失控排氣等功能模塊再次進行智能分布，使能量空間再提升6%，電池包的體積利用率達到72%。圖源：寧德時代由此可見，麒麟電池單從系統能量密度一個參數看，確實能與一眾廠商拉開差距。但一塊動力電池的評判標準，並不只有這一個維度。安全與性能，並不對立要將麒麟電池的能力發揮至最大化，仍然需要使用三元電池。這也牽出電動汽車電池的另一大問題——安全與能量密度似乎成了對立面。在2022中國電動汽車百人會論壇上，比亞迪股份有限公司董事長兼總裁王傳福發表了有關動力電池的一些看法，其認為磷酸鐵鋰電池才是更好的選擇。原因在於，當電動車續航里程達到一定標準後，電池能量密度已不再是最重要的了，最重要的指標可能會變成安全、成本、循環壽命等。普遍來說，三元電池雖然有着高能量密度的特性，但有研究表明，在安全性與壽命方面，磷酸鐵鋰電池更具優勢。在安全面前，其他參數只能排在第二位。但棄用三元電池，無異於因噎廢食。事實上，能否用好三元電池，BMS電池管理系統的能力是決定因素之一，尤其是其中的熱管理能力。以特斯拉4680電池為例，圓柱電池與方形電池相比，雖然在空間利用率上會有所犧牲，但可以進行更好的散熱，且4680電池採用了無極耳電池設計，可降低電阻，改善電池散熱問題，使發熱更均勻，利於整體的溫度控制。即便圓柱電池有着散熱優勢，根據寧德時代官方給出的資料來看，麒麟電池仍比4680電池擁有更好的導熱性能。其溫度控制的核心在於，麒麟電池在結構上的優化不僅提升了體積利用率，還提升了散熱能力。多功能彈性夾層將水冷功能設置在了一個個電芯之間，將散熱面積擴大4倍，有利於對一個個電芯進行精準、快速地溫度管理。在熱失控等極端情況發生時，可快速降溫並阻隔熱量在電芯之間傳遞。圖源：寧德時代此外，在電池包結構安全方面，多功能彈性夾層不僅作為冷卻電池一用，同樣還起到橫縱梁的作用，在垂直於行車方向上可構建更加穩固的受力結構，提升電池包的抗衝擊、抗震動能力。溫度控制不僅與安全直接相關，還與電池壽命以及快充性能有着直接關係。在過冷或者過熱的環境下為電池充電或使用電池，不僅會降低充電速度，同時還會對電池產生不可逆上傷害，直接影響電池壽命。因此，動力電池的熱管理系統不僅要能為電池降溫，同時也要具備加熱能力，從寧德時代公布的資料來看，麒麟電池或採用通過加熱冷卻液來實現為電池升溫的解決方案，並且擁有5分鐘熱啟動的能力。控制好溫度，是實現快速充電的關鍵因素。據寧德時代介紹，麒麟電池快充性能高達4C，快充至80%只需要10分鐘。以800v平台高壓快充來說，100kWh的電池包只需使用400kW的快速充電樁便能達到這樣的充電水平。對於目前大功率充電樁建設還不夠完善的問題，保時捷、現代、小鵬、嵐圖等眾多國內外主機廠均已量產或布局800v高壓平台車型，配套的大功率充電樁建設也自然不用過多擔心。或許和人們的印象有所不同，上千公里的續航並不代表電動車能夠完全取代燃油車，畢竟在燃油車時代，人們甚至都不在乎一輛車的續航究竟有多長。快速充電技術，才是電動汽車擊敗燃油車的「最後一擊」。而這樣一塊麒麟電池，解決了目前動力電池還存在的諸多痛點，不僅將推進整個電動汽車行業的發展，同時對於寧德時代來說，也有着重要意義。寧德時代的又一條護城河近年來，特斯拉、比亞迪與零跑等主機廠均推出了自研的CTC/CTB（Cell to Chassis/Body）技術，將電池與底盤實現一體化構造，通過去掉電池包上蓋或是底盤下殼，來降低車身整體的重量，從而延長續航里程。麒麟電池與這樣的技術並非處於對立面。麒麟電池作為電池的成組技術，通過與主機廠的合作，在技術上完全可以實現CTC/CTB的解決方案。當然，也可以做成普通電池包的形態，具有較大的靈活性。更重要的是，對於着手換電業務的寧德時代來說，這樣一款具備靈活性的電池包，或將直接推動其換電業務的發展。此外，麒麟電池的靈活性還體現在電芯材料上，不僅可以選擇三元材料，也支持使用磷酸鐵鋰材料，將有助於這款電池匹配至不同檔次的車型當中。圖源：寧德時代提供具有靈活性的電池，是寧德時代作為電池供應商的基礎。更難的則是在技術領域，不僅要在參數、性能以及性價比上有絕對優勢，還需要不放過每一種可能成為未來的技術路線。寧德時代手中的護城河，不會只有一條。今年6月，寧德時代董事長曾毓群在重慶車展上表示，除全固態電池、半固態電池，包括大家沒有聽過的凝聚態電池，寧德時代都在搞。麒麟電池發布後，立即有三家「客戶」與寧德時代官方微博展開了互動，在參數上的領先地位，也會讓這款電池包成為主機廠們「爭搶」的目標之一。而麒麟電池註定將成為寧德時代的另一條「護城河」，同時也讓那些認為寧德時代缺乏技術，研發投入不足的聲音站不住腳。圖源：寧德時代官方微博麒麟電池的誕生，也指出了產業需要關注的另一方向。新一輪技術周期已啟動固態、半固態電池等新型電池被視為動力電池的「下一代」。但至今未能實現大規模量產的原因，基本出在成本與技術兩個問題上。甚至有不少觀點認為，固態電池在未來10年內都未必能實現量產，且量產初期成本仍居高難下，只適用於部分高端產品。相比電池材料而言，電池結構與電池包技術，將成為下一階段的重要目標。通過無模組化、高集成化，以及更高效的熱管理方案，在電芯材料不變的情況下仍有巨大提升空間。並且從成本角度看，現有電芯材料已經形成相當規模的供應鏈，相比更換材料而言，更有利於成本控制。而主機廠們逐漸開始研發CTC/CTB技術，也標誌着新一輪技術周期已經啟動。關於新一輪技術周期，中金公司在一份相關研報中認為，本輪電池結構主導的技術周期將進一步穩固頭部電池廠商的龍頭地位、拉大頭部與二、三線廠商盈利差距；同時，綜合實力較強的優質二線廠商亦有望把握結構機遇突圍、實現份額提升。寧德時代曾被調侃為「來料加工」，但事實還是證明了，來的這塊料，不是誰都能加工的了。
