隨着新能源汽車產業在全球市場的快速發展,作為新能源汽車最核心零部件之一的動力電池產業也迎來了高速發展的機遇期。但與此同時,新能源車的動力電池眾多,安全成為社會大眾廣泛關注的話題。目前,寧德時代推出CTP技術,比亞迪的刀片電池名聲大振,江汽集團將蜂窩電池作為發展重點.三種電池技術都是運用層面的革新與創新,那麼PK之下哪種電池最終能夠勝出?
寧德時代CTP
和傳統電池包採用單體到模組再到電池包的成組方式不同,寧德時代的CTP技術是直接將電池模組省去,將電芯集成到電池包上,從而提升了電池包的空間利用率,減輕了電池包重量,也提升了能量密度和降低了生產成本。
根據寧德時代的説法,CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度提升了10%-15%,將大幅降低動力電池的製造成本。目前,寧德時代已經取得超70項CTP核心專利,預計後期還將有更多的新技術應用在CTP電池包以保障產品安全。
在補貼退坡和市場競爭加劇等壓力下,當前主機廠和電池廠都在通過改進電池生產工藝、去除雜質、尋找新材料等方式,提高電池包能量密度,同時追求更低的成本。總體而言該方法有積極作用,但優化空間有限。
而寧德時代通過省略模組,直接將大量的電芯串並聯在一起,的確可以起到減少零部件使用,從而達到優化空間利用率,減輕電池包重量,提升能量密度的效果。
比亞迪刀片電池
比亞迪的刀片電池最開始被民眾關注,是源於一個針刺試驗的視頻。這個針刺試驗可謂是電池領域的“乞力馬紮羅”,試驗時通過一根鋼針,直接穿過電芯,導致內部線路大面積短路甚至發生起火的現象。
其實,“刀片”只是單體電池的形狀,本質採用的還是磷酸鐵鋰電池。刀片電池將單個電芯進行“扁平化”處理,寬度拉長之後厚度也變得更薄。“刀片電池”技術PACK體積能量密度超過330Wh/L,較原有電池系統可提升30%以上,通過節省物料、人工費用等,電池包成本有望降低30%。由於“刀片電池”比傳統方形電池更薄,因此散熱效果更好。
按照一輛車搭載60度電計算,磷酸鐵鋰與三元鋰電池的成本差約為1.8萬元,續駛里程為250公里到400公里之間的補貼為1.8萬元,補貼已經抹平了兩者之間的成本差距,超過400公里安裝三元電池獲得的補貼更多,成本差額出現倒掛。在利益的驅動下,整車企業紛紛選擇三元鋰電池。
江汽集團蜂窩電池
蜂窩電池採用了蜂巢結構的仿生設計,通過外延包覆的UE技術,實現單元化封裝,可做到電芯單體之間電隔離和熱隔離,有效避免因電池失效導致的車輛起火,提供安全放心的用車選擇。截至2020年末,該方案在2萬輛車近四年使用,累計監控識別6例電芯爆炸故障車輛,均未起火。
蜂窩電池的電芯按照六邊形排列,電芯之間注滿導熱膠,這保證了電芯的散熱速度。導熱膠與電芯100%接觸將加快電芯的散熱速度。電芯的電化學反應不可避免帶來熱量散發,導熱膠快速把熱量傳遞出來,確保電池包內部的温差≤3℃。
蜂窩電池還有一個關鍵是電芯採用雙防爆閥。以往的圓柱電池都只有一個防爆閥位於電芯的頂端。電芯內部一旦發生熱失控,反應非常劇烈,只有一端設計了閥,意味着氣體只能從一個方向湧出。採用雙防爆閥設計,分流湧出的氣體,降低劇烈程度。
蜂窩電池的最大特點就是提升安全,預計可以將電池失效導致的車輛起火概率降低一個數量級,蜂窩電池已經過了多項嚴格測試。從底部直接用汽油加熱,連續加熱130秒;直接用火焰接觸電池包,連續燃燒130秒。在這些極端測試中,蜂窩電池都經受住了考驗。
從目前來看,這三種電池在新能源車市場都佔據着一定的比例,儘管優勢各不相同,但都在推動中國新能源車的發展,可以預見未來中國的新能源汽車將更大更強。