電池技術CTP會是下一代電池技術嗎?
每一次的電池技術革新都有可能對電池行業進行變革,近來寧德時代CTP電池技術和比亞迪刀片電池技術可謂炙手可熱,在電池行業造成不小的轟動。但是總的來說這兩種電池技術的技術思路上是一致的,就是在原有的電池化學體系基礎上,通過電池單體設計和電池包集成形式的優化,將原有的單體—模組—電池包的三層結構,改進為由大電芯/大模組構成的單體電池包兩層結構。
傳統電池包的成組效率是電池系統能量密度提升的一個瓶頸。一個典型的電池包組成是三層結構,
即由多個電池電芯組成單體電池,再組成電池模組,其中包括金屬蓋板端板、線束、粘合劑、導熱膠、模組控制單元等等零部件,組合在一起構成電池包(Pack),再加上電池包層面的零部件包括熱管理系統、線束、控制器、外殼等等,使得整個電池包的空間利用率有所下降,導致了成組效率的低水平,模組越多,零部件越多,成組效率也就越低。在單體能量密度突破300Wh/kg的同時,受限于傳統電池包的成組方式,電池系統層面的能量密度仍處于160Wh/kg左右,使得實際上讓高鎳電池能量打了折扣。
CTP電池技術就是將模組做大做少,乃至于實現無模組狀態,這就意味著更高的技術難度,對電池單體的質量和一致性的要求更高。這對于技術相對落后的電池廠商來說,CTP無疑帶來了更高的技術門檻和競爭壓力。
CTP電池技術的優勢:
1、電池包能量密度得到很好的提升,直接讓電池持續工作時間大大延長。這樣的技術對促進電動交通工具的發展有很大的意義。
2、鋰電池能量密度的提升主要是通過三元電池化學體系的改進所實現的,但能量密度的提升伴隨著的是安全風險的提升,但是通過CTP在電池包層面對能量密度的提升,意味著在原有安全性成熟的普通三元、甚至磷酸鐵鋰電池就可以實現更長工作時間。這無疑給電動交通工具在安全使用系數上提升不少。
3、由于CTP電池技術節省了模組環節的線束、蓋板等零部件,零件數量減少了接近40%,在生產效率上提升了50%左右,這樣就一定程度上降低了制造成本,有了更好的經濟效益。
CTP電池技術的劣勢:
1、熱管理性能:模組結構可起到熱失控時的隔離作用,但無模組方案中電芯熱失控管理難度加大
2、裝配方面:電芯粘膠到托盤上的工藝要求高,單個電池包裝配時間長
3、售后維修性:由于電芯膠粘到底板,電芯損壞時返修難度大,可能需要整包更換;不能像模組電池包可定位特定模組進行單個模組的更換
4、梯次利用:模組可方便的用于梯次利用,對于壞的模組可進行篩選和剔除;但無模組電芯梯次利用難度大。
CTP電池技術其實并非是一個高深的技術,核心是為電池包內零部件做精簡,方法則是減少模組的使用,讓電芯直接打包成電池包。從現有的資料來看,CTP技術能夠有效減輕電池包重量,提升系統能量密度,將電池成本,很符合未來行業的發展趨勢。同時我們也要注意到,由于CTP技術減少了模組的使用,這使得電池包的強度受到影響,對電芯的一致性要求更高,更加考驗生產方的制造能力,并且提升了后期的維修拆解難度,有可能會增加消費者維修成本及電池回收成本。