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电池技术CTP会是下一代电池技术吗?

每一次的电池技术革新都有可能对电池行业进行变革,近来宁德时代CTP电池技术和比亚迪刀片电池技术可谓炙手可热,在电池行业造成不小的轰动。但是总的来说这两种电池技术的技术思路上是一致的,就是在原有的电池化学体系基础上,通过电池单体设计和电池包集成形式的优化,将原有的单体—模组—电池包的三层结构,改进为由大电芯/大模组构成的单体电池包两层结构。

ctp电池技术

传统电池包的成组效率是电池系统能量密度提升的一个瓶颈。一个典型的电池包组成是三层结构,

即由多个电池电芯组成单体电池,再组成电池模组,其中包括金属盖板端板、线束、粘合剂、导热胶、模组控制单元等等零部件,组合在一起构成电池包(Pack),再加上电池包层面的零部件包括热管理系统、线束、控制器、外壳等等,使得整个电池包的空间利用率有所下降,导致了成组效率的低水平,模组越多,零部件越多,成组效率也就越低。在单体能量密度突破300Wh/kg的同时,受限于传统电池包的成组方式,电池系统层面的能量密度仍处于160Wh/kg左右,使得实际上让高镍电池能量打了折扣。

CTP电池技术就是将模组做大做少,乃至于实现无模组状态,这就意味着更高的技术难度,对电池单体的质量和一致性的要求更高。这对于技术相对落后的电池厂商来说,CTP无疑带来了更高的技术门槛和竞争压力。

CTP电池技术的优势:

1、电池包能量密度得到很好的提升,直接让电池持续工作时间大大延长。这样的技术对促进电动交通工具的发展有很大的意义。

2、锂电池能量密度的提升主要是通过三元电池化学体系的改进所实现的,但能量密度的提升伴随着的是安全风险的提升,但是通过CTP在电池包层面对能量密度的提升,意味着在原有安全性成熟的普通三元、甚至磷酸铁锂电池就可以实现更长工作时间。这无疑给电动交通工具在安全使用系数上提升不少。

3、由于CTP电池技术节省了模组环节的线束、盖板等零部件,零件数量减少了接近40%,在生产效率上提升了50%左右,这样就一定程度上降低了制造成本,有了更好的经济效益。

CTP电池技术的劣势:

1、热管理性能:模组结构可起到热失控时的隔离作用,但无模组方案中电芯热失控管理难度加大

2、装配方面:电芯粘胶到托盘上的工艺要求高,单个电池包装配时间长

3、售后维修性:由于电芯胶粘到底板,电芯损坏时返修难度大,可能需要整包更换;不能像模组电池包可定位特定模组进行单个模组的更换

4、梯次利用:模组可方便的用于梯次利用,对于坏的模组可进行筛选和剔除;但无模组电芯梯次利用难度大。

CTP电池技术其实并非是一个高深的技术,核心是为电池包内零部件做精简,方法则是减少模组的使用,让电芯直接打包成电池包。从现有的资料来看,CTP技术能够有效减轻电池包重量,提升系统能量密度,将电池成本,很符合未来行业的发展趋势。同时我们也要注意到,由于CTP技术减少了模组的使用,这使得电池包的强度受到影响,对电芯的一致性要求更高,更加考验生产方的制造能力,并且提升了后期的维修拆解难度,有可能会增加消费者维修成本及电池回收成本。

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