電池技術(shù)CTP會是下一代電池技術(shù)嗎?
每一次的電池技術(shù)革新都有可能對電池行業(yè)進行變革,近來寧德時代CTP電池技術(shù)和比亞迪刀片電池技術(shù)可謂炙手可熱,在電池行業(yè)造成不小的轟動。但是總的來說這兩種電池技術(shù)的技術(shù)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(yōu)化,將原有的單體—模組—電池包的三層結(jié)構(gòu),改進為由大電芯/大模組構(gòu)成的單體電池包兩層結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)電池包的成組效率是電池系統(tǒng)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(jié)構(gòu),
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(gòu)成電池包(Pack),再加上電池包層面的零部件包括熱管理系統(tǒng)、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(tǒng)電池包的成組方式,電池系統(tǒng)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(shù)就是將模組做大做少,乃至于實現(xiàn)無模組狀態(tài),這就意味著更高的技術(shù)難度,對電池單體的質(zhì)量和一致性的要求更高。這對于技術(shù)相對落后的電池廠商來說,CTP無疑帶來了更高的技術(shù)門檻和競爭壓力。
CTP電池技術(shù)的優(yōu)勢:
1、電池包能量密度得到很好的提升,直接讓電池持續(xù)工作時間大大延長。這樣的技術(shù)對促進電動交通工具的發(fā)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(xiàn)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(xiàn)更長工作時間。這無疑給電動交通工具在安全使用系數(shù)上提升不少。
3、由于CTP電池技術(shù)節(jié)省了模組環(huán)節(jié)的線束、蓋板等零部件,零件數(shù)量減少了接近40%,在生產(chǎn)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(jīng)濟效益。
CTP電池技術(shù)的劣勢:
1、熱管理性能:模組結(jié)構(gòu)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(shù)其實并非是一個高深的技術(shù),核心是為電池包內(nèi)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(xiàn)有的資料來看,CTP技術(shù)能夠有效減輕電池包重量,提升系統(tǒng)能量密度,將電池成本,很符合未來行業(yè)的發(fā)展趨勢。同時我們也要注意到,由于CTP技術(shù)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(chǎn)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。