最近，廣汽集團(tuán)發(fā)布的新型鐵鋰電池技術(shù)引來行業(yè)的廣泛關(guān)注，該技術(shù)被命名為突破型復(fù)合電池技術(shù)——基于微晶技術(shù)的新一代超能鐵鋰電池技術(shù)。該技術(shù)在提升電池能量密度的同時(shí)，還延長了電池續(xù)航壽命、低溫性能和快充性能，優(yōu)于普通的磷酸鐵鋰電池。

　　就在上周，寧德時(shí)代推出的麒麟電池揭開神秘面紗，這款電池最大的核心亮點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)整車1000公里的超長續(xù)航。這也就意味著，搭載這款電池的純電動汽車?yán)m(xù)航可以媲美燃油車，用戶幾乎可以實(shí)現(xiàn)完全沒有里程焦慮了。

　　其實(shí)，除了廣汽、寧德時(shí)代外，整車企業(yè)如特斯拉、比亞迪、上汽、長城等都擁有自己的動力電池研發(fā)技術(shù)，在電池新材料尚未突破之際，各家主要是以優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)來提高動力電池的高性能和安全性。那么，這些百花齊放的電池技術(shù)究竟怎么樣，它們各自的優(yōu)勢又有哪些？

　　寧德時(shí)代·麒麟電池

　　亮點(diǎn)：能量密度提高，續(xù)航可達(dá)1000公里

　　2019年，寧德時(shí)代在全球首創(chuàng)無模組電池包，也就是第一代CTP技術(shù)，該技術(shù)讓電池包體積利用率突破50%。如今CTP技術(shù)發(fā)展到第三代，也就是前不久發(fā)布的麒麟電池，體積利用率達(dá)到72%，最直接的效果就是將三元鋰電池的能量密度提升至255Wh/kg，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg。

　　其實(shí)，寧德時(shí)代的麒麟電池也沒有對電芯材料做改變，而是進(jìn)一步改進(jìn)了電池組集成工藝，本質(zhì)上是CTP 3.0技術(shù)的應(yīng)用之作。

　　傳統(tǒng)的電池采用電芯-模組-電池包的裝配模式，而CTP則跳過了模組步驟，直接將電芯集成為電池包，因此也被稱為無模組電池包。由于取消了包裹在電芯外的模組，電池包有了更多空間排列電芯，系統(tǒng)能量密度得以增加，從而提升車輛的續(xù)航里程。

　　同時(shí)，麒麟電池CTP 3.0技術(shù)保留了電池上蓋板和托盤，將橫縱梁、水冷板與隔熱墊合三為一，集成為多功能彈性夾層，最終達(dá)到降低成本、有效阻隔熱失控的效果。

　　通過全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù)，還能實(shí)現(xiàn)5分鐘的快速熱啟動及10分鐘快充功能，改進(jìn)后的電池成組技術(shù)，不僅適配磷酸鐵鋰電池，還適配于三元鋰電池。

　　也就是說，除了能量密度更高以外，麒麟電池還實(shí)現(xiàn)了續(xù)航、快充、安全、壽命、效率、以及低溫性能的全面提升。

　　從寧德時(shí)代公布的視頻里，一組數(shù)據(jù)也直接反映了麒麟電池和特斯拉4680電池性能的差別。寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱表示：“在相同的化學(xué)體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量，相比4680系統(tǒng)可以提升13%”。

　　據(jù)了解，寧德時(shí)代的麒麟電池將于2023年量產(chǎn)裝車，采用該電池的電動汽車?yán)m(xù)航里程將輕松突破1000公里。截至目前，包括理想汽車、路特斯汽車、哪吒汽車等多家車企相繼以各種方式透露將采用麒麟電池。

　　日前，寧德時(shí)代董事長曾毓群在重慶車展上透露，在技術(shù)路線上，寧德時(shí)代在做全固態(tài)電池、半固態(tài)電池，還有凝聚態(tài)電池。他表示，動力電池化學(xué)體系的創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新、制造的創(chuàng)新，再加上商業(yè)模式的創(chuàng)新，整合在一起，才能推動新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。

　　麒麟電池的誕生，有望為寧德時(shí)代帶來更多的機(jī)遇。從市場來看，麒麟電池給行業(yè)帶來很大的改變，有望促進(jìn)新能源汽車對傳統(tǒng)燃油車的加速替代。

　　特斯拉·4680電池

　　亮點(diǎn)：性能和成本兼顧

　　特斯拉的4680電池呈圓柱形，單體電芯直徑為46mm、高度為80mm，所以直接命名為4680電池。該電池材料上采用三元正極，電池組結(jié)構(gòu)采用的是CTC方案，直接將圓柱電芯排列，形成電池艙。

　　與過去的1865和現(xiàn)在的2170電池相比，似乎4680電池體積變大了，但不只是這么簡單，4680電芯在結(jié)構(gòu)上也有很多創(chuàng)新和改進(jìn)。

　　因?yàn)殡娦倔w積增大，電池的阻抗也同步增大，于是特斯拉采用了無極耳技術(shù)，選擇了在集流體末端留白未涂覆正/負(fù)極材料，這種設(shè)計(jì)大幅降低了電池的阻抗，解決了圓柱電池的發(fā)熱問題，且安全性和快充性能都有所提升。

　　另外，特斯拉的4680電池使用干電池電極工藝，不使用溶劑，而是將少量（約5%-8%）細(xì)粉狀PTFE粘合劑與正/負(fù)極粉末混合，通過擠壓機(jī)形成薄的電極材料帶，再將電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成品電極。這項(xiàng)工藝將會提高電池的能量密度，并且使生產(chǎn)能耗降低10倍。

　　除了以上幾個(gè)特點(diǎn)外，特斯拉的4680電池還在陽極材料、陰極生產(chǎn)過程方面進(jìn)行優(yōu)化，將電池的續(xù)航能力增加20%，成本還會降低。

　　經(jīng)過改進(jìn)，特斯拉將增加54%的電池續(xù)航，降低56%的每千瓦時(shí)成本，減少69%的投資生產(chǎn)成本，能量密度提升之余，生產(chǎn)成本大大降低。也就是說，特斯拉的4680電池可以做到性能和低成本兼得。

　　最近，海外版特斯拉Model Y搭載了4680型電池，電池容量僅50KWh，續(xù)航里程只有450公里，價(jià)格更低，適合大部分用戶。而那些對性能有要求的，可以選擇Model Y性能版或長續(xù)航版。

　　其實(shí)，特斯拉的4680電池也有短板，在空間占用尚不具備優(yōu)勢，并且大批生產(chǎn)并不容易，主要難點(diǎn)在于極耳激光焊接的難度極高帶來的低良品率，另外就是產(chǎn)能有限，不然特斯拉也不會大量采購寧德時(shí)代的方形電池了。

　　比亞迪·刀片電池

　　亮點(diǎn)：能量密度升級，安全性提高

　　比亞迪的刀片電池可謂是響當(dāng)當(dāng)?shù)拇嬖冢�該電池本質(zhì)上是磷酸鐵鋰電池，比亞迪通過對電芯外形、布局排列重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，還有生產(chǎn)工藝上的改進(jìn)，讓電池看起來更薄，有刀片的既視感，而電池容量卻得到大幅提升。

　　比亞迪的刀片電池通過國內(nèi)最嚴(yán)苛的“針刺測試”和“重卡碾壓測試”，官方更是喊出刀片電池永不起火自燃的口號，安全性絕對屬于國內(nèi)一流的水準(zhǔn)。

　　從結(jié)構(gòu)上來看，比亞迪的刀片電池通過陣列方式排布在一起，就像“刀片”一樣插入到電池包里面，電芯由立放變?yōu)閭?cè)放，在成組時(shí)跳過模組，減少冗余零部件，形成類似蜂窩鋁板結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到同樣空間裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并且電芯之間互不干擾，安全性也得到增強(qiáng)。

　　刀片電池使用的是磷酸鐵鋰電池，能量密度大約為140Wh/kg，考慮到電池管理系統(tǒng)及其他組件，在空間利用率方面高達(dá)60%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電池空間利用率，這樣不僅提升了能量密度，還延續(xù)了磷酸鐵鋰電池的安全優(yōu)勢。

　　在最新量產(chǎn)的海豹上，比亞迪通過CTC技術(shù)將電池與車身融合，進(jìn)一步加強(qiáng)電池的安全性，打造出“撞不斷的電動汽車”。

　　從業(yè)界口碑和汽車銷量來看，比亞迪刀片電池有著亮眼表現(xiàn)，就連蘋果都主動尋求與比亞迪的合作，目前已經(jīng)有不少車企成為比亞迪刀片電池的客戶，包括一汽紅旗、長安汽車、豐田、福特、戴姆勒等。

　　在安全性和使用壽命方面，比亞迪刀片電池確實(shí)有著突出優(yōu)勢，而續(xù)航和快充，可能是其目前的最大短板了。目前純電車?yán)m(xù)航突破1000km已經(jīng)成為車企宣傳的最大賣點(diǎn)，而刀片電池在能量密度方面較低，所以比亞迪急需帶來性能更強(qiáng)的刀片電池2.0版本。

　　廣汽·微晶超能鐵鋰電池

　　亮點(diǎn)：提升性能，延長電池壽命

　　廣汽集團(tuán)在科技日發(fā)布了一款微晶超能鐵鋰電池，通過在磷酸鐵鋰電池中引入第二相正極微晶，以及三項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，改善了磷酸鐵鋰電池的能量密度、低溫、快充、循環(huán)等性能。

　　在電池技術(shù)原理方面，廣汽微晶超能鐵鋰電池在傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的基礎(chǔ)上，引入了更高容量的第二相正極微晶活性材料，在提升能量密度的同時(shí)，通過離子多通路分流技術(shù)、陰極電勢能緩沖技術(shù)、OCV三維空間響應(yīng)面重構(gòu)技術(shù)全面提升了磷酸鐵鋰電池的性能。

　　通過這些調(diào)整，這款電池相比市面上的量產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，單體質(zhì)量能量密度由185Wh/kg提升到了210Wh/kg，電芯質(zhì)量能量密度提升13.5%；微晶超能鐵鋰電池的體積能量密度由400Wh/L提升到了480Wh/L，體積能量密度提升20%。

　　同時(shí)，這一電池還改善了磷酸鐵鋰電池低溫性能比較差的問題，將零下20度的容量保持率提升了10%，充電時(shí)間也有了25%的提升。

　　此外，微晶超能鐵鋰電池的續(xù)航壽命也更優(yōu)秀，在循環(huán)4000次之后容量保持率還可以維持在80%以上，電池壽命可以達(dá)到150萬公里。這一數(shù)據(jù)甚至超過了比亞迪刀片電池可充放電3000次以上，電池壽命為120萬公里的成績。

　　可以說，廣汽的微晶超能鐵鋰電池將磷酸鐵鋰電池的各項(xiàng)性能都提升了一大截，甚至要超越比亞迪的刀片電池。據(jù)了解，該電池技術(shù)將率先搭載到埃安旗下最新車型上，預(yù)計(jì)最早明年上車。

　　其實(shí)，近幾年廣汽在電池研發(fā)方面一直都比較超前，去年年底推出的“海綿硅負(fù)極片電池技術(shù)”，核心原理讓電池內(nèi)部的硅負(fù)極片變得像海綿一樣柔軟有彈性，使硅在充放電過程中的膨脹收縮被限制和緩沖，不會碎裂，充分發(fā)揮大容量的優(yōu)勢，儲存更多的能量。

　　而搭載“海綿硅負(fù)極片電池技術(shù)”的廣汽埃安AION LX Plus作為首款續(xù)航超1000km的純電車型，也已經(jīng)在年初上市。

　　還有彈匣電池也將電池的安全等級提升了一個(gè)新的高度，以及廣汽還具備3DG石墨烯制備技術(shù)，以及將石墨烯材料應(yīng)用到快充鋰離子電池、超級電容、鋰硫電池和輕量化車身材料等領(lǐng)域的能力。

　　不論是基于微晶技術(shù)的新一代超能鐵鋰電池，還是石墨烯技術(shù)，都是廣汽在電池技術(shù)方面的進(jìn)步，不過具體表現(xiàn)如何還要等該技術(shù)搭載在量產(chǎn)車上才能驗(yàn)證。

　　上汽·魔方電池

　　亮點(diǎn)：電芯“超薄純平”，支持換電

　　上汽的魔方電池，采用了LBS躺式電芯和先進(jìn)CTP技術(shù)，電池整包厚度低至110mm，這樣就可以極大地增加整車的空間利用率，提升車廂內(nèi)的空間并增加乘坐的舒適性，在電池結(jié)構(gòu)上有了一定創(chuàng)新。

　　在能量密度方面，“魔方”電池的能量密度高達(dá)180Wh/kg，效能大幅度提升。能量密度越高，意味著相同的電量電池重量更輕，而減重素來是提升電動車續(xù)航里程的捷徑，能夠有效降低電動車的百公里電耗，進(jìn)一步增加電動車的環(huán)保性。

　　單純從數(shù)據(jù)上來看，比亞迪刀片電池的能量密度140Wh/kg，廣汽埃安的彈匣電池的能量密度在160Wh/kg。所以在能量密度方面，上汽的“魔方”電池還是有一定優(yōu)勢的。

　　從結(jié)構(gòu)上來看，目前市面上幾乎所有電池組件，內(nèi)部采用立式電芯布局，但是缺點(diǎn)是空間局限性較高，采用躺式電芯讓電池包空間利用率大幅提高。也就是說，將原來豎放的電芯，現(xiàn)在平躺放置，不但厚度更小，且重量更低，占用的空間及接觸面很小，帶來空間效率的提升以及零熱失控的安全性。

　　“魔方”電池提供三種不同的電池模組厚度，110mm、137mm、125mm。在不改變長寬度的前提下，電池厚度越大，可容納的電芯數(shù)量越多，續(xù)航就會越長。未來“魔方”電池可以推出135kWh乃至150kWh的大容量電池，實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航里程并不是一件可望而不可及的事情。

　　另外，上汽魔方電池的突出特點(diǎn)是超長的使用壽命，據(jù)介紹，最長的為64kWh的電池包，壽命可以達(dá)到12年，100萬公里。

　　此外，上汽魔方電池采用標(biāo)準(zhǔn)化的ONE PACK電池架構(gòu)，使汽車能兼容50度電到100度電以上的電池。通過ONE PACK平臺化設(shè)計(jì)統(tǒng)一尺寸，單獨(dú)的專利換電結(jié)構(gòu)，MG MULAN已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)在同一裝置上所有電池包的快換。

　　在產(chǎn)品落地方面，上汽乘用車推出的MG MULAN將搭載上汽魔方電池，提供51kWh、64kWh和77kWh的電池版本，電化學(xué)體系則包括磷酸鐵鋰和三元鋰兩種，電池包厚度均為110mm。而且既支持充電，又支持換電。

　　長城·大禹電池

　　亮點(diǎn)：提升811高鎳電池安全性

　　長城的大禹電池的設(shè)計(jì)理念就是“變堵為疏”，采用三元811大容量高鎳電芯，通過熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻技術(shù)實(shí)現(xiàn)電芯內(nèi)部熱量被迅速導(dǎo)流，在電池包內(nèi)任意位置、單個(gè)或多個(gè)電芯觸發(fā)熱失控的情況下均能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸。

　　從技術(shù)層面來看，大禹電池從電芯、模組、電池系統(tǒng)、整車四層進(jìn)行匹配，從電芯測試、系統(tǒng)數(shù)據(jù)、安全設(shè)計(jì)、虛擬仿真、測試驗(yàn)證五個(gè)維度設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)電池?zé)崾Э匕踩�防護(hù)。

　　大禹電池技術(shù)一個(gè)最根本的優(yōu)勢是解決了未來主流NCM811高鎳電芯的安全性問題。另外還能解決不同化學(xué)體系電芯問題，其中就包括能量密度突破190Wh/kg的NCM811三元鋰電池，也包括未來隨著鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池，還包括三元鋰電池體系的NCA（鎳鈷鋁）電芯及無鈷電芯等，當(dāng)然也能覆蓋磷酸鐵鋰電池。

      同時(shí)，大禹電池技術(shù)還可百搭不同PACK的應(yīng)用技術(shù)，滿足未來CTC（Cell to Chassis）電池PACK與融合方式，進(jìn)一步提升整體剛性。

　　據(jù)悉，大禹電池技術(shù)首搭車型為沙龍品牌第一款車型，我們也期待該技術(shù)盡快落地，為電動汽車提供更安全的駕駛環(huán)境。

　　總結(jié)

　　電動汽車生存之戰(zhàn)，從動力電池爭鋒開始。電池技術(shù)競賽是一場攻堅(jiān)戰(zhàn)，提升性能和降低成本是電池的永久命題，在電池材料短期內(nèi)難有根本性突破時(shí)期，電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新成為車企的重要抓手之一。在有限的底盤空間，最大限度提升電池體積利用率，體積利用率提升也能提升電動車的能量密度，關(guān)系著電動汽車?yán)m(xù)航能力、快充速度及性能表現(xiàn)。

　　在電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競技中，整車企業(yè)和電池廠難分勝負(fù)。但可以肯定的是，固態(tài)電池有望成為下一個(gè)技術(shù)高點(diǎn)，軟包作為與之最匹配的封裝技術(shù)，是電池工藝的未來，期待動力電池行業(yè)能有新的突破。