"
动力电池发展陷入瓶颈。
编辑|Light
出品|科技智谷
近期，动力电池全球巨头宁德时代终于公布了千呼万唤始出来的明星产品——CTP3.0电池的一些性能细节。
宁德时代首席科学家吴凯在2022世界动力电池大会上表示，即将发布CTP3.0电池（即麒麟电池）在结构设计有重大突破，CTP3.0电池在两块电芯的中间加水冷钣，使相邻两块电芯的热传导降低，不会出现热失控。吴凯还透露到，由于CTP3.0电池中的水冷钣具有缓冲作用，所以比其它动力电池寿命更长，并且比能量、电池空间利用率都有大幅提升，在相同的化学体系、同等电池包尺寸条件下，磷酸铁锂系统能量密度160wh/kg，三元高镍可达250wh/kg，较特斯拉的4680电池多装30%的电量。
CTP3.0电池从纸面数据来看的确是当前全球范围内最强的动力电池，但还是无法完全解决能量密度低、充电速度慢的用户痛点。并且随着电动汽车的发展，其销量及市场占有率不断提高，越来越车企也开始自研动力电池，想办法优化电池结构提升能量密度，并且欲降低对锂、镍等原材料的依赖，在这场动力电池的竞赛中，靠优化电池结构能掩盖动力电池的尴尬吗？
01
尴尬的动力电池
当前动力电池有一大尴尬之处，其一是能量密度难有较大的提升，在理想环境下纯电动汽车续航在600Km左右，而汽油车的续航可达1000km，并且一到冬天由于电池的化学性质，动力电池的能量密度会进一步降低，续航也会砍半。
先说能量密度，能量密度（Energydensity）是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池能量密度=电池容量×放电平台/电池厚度/电池宽度/电池长度，电池的能量密度越大，单位体积内存储的电量越多。
电池的能量密度基本由电池的正负极决定的，但只是正负极活性材料也不能保证电池能发上电，得有很多非活性物质，比如导电辅助剂、活性粉末之间的粘结剂、隔离膜、阴阳极的箔材、绝缘固定的胶纸、铝塑膜壳或者钢铝壳等等。在以往各家电池企业的宣传中，总是有意无意的忽略这部分物质的含量，得出的能量密度与事实相差较大。其实，这部分相当重要，就拿过去十几年的技术进步来说，电池能量密度的提升主要就是靠着活性物质占比的提升来实现的。
目前动力电池提升能量密度有三大路径。其一是提升轻量化水平间接提高动力电池能量密度，也就是通过降低车身自重实现续航的提升；其二是改变电池材料，无论是磷酸铁锂和三元
锂电池的能量密度提升都是受益于材料，但目前人类在钠离子等新材料电池上依旧未取得突破性发展；其三就是更改电池尺寸提升系统能量密度，简单来说就是把单个电芯做小的，让同等尺寸的电池装更多电芯，这样电池的能量密度也就提升了起来的了。
但很遗憾，当下在电池材料未取得突破性进展的前提下，以上这些治标不治本的方法已经很难再起到提升电池能量密度提升的作用了，力神电池常务副总裁王念举也曾表示：“从1991年到2016年，电池能量密度平均每年提升5%-8%。目前，在300Wh/kg这个瓶颈上，会停留很长时间。”
02
巨头们的答案
面对动力电池的头顶上大写的尴尬，无论是宁德时代等动力电池巨头还是比亚迪、特斯拉等新能源汽车领头羊，均在想方设法缓解这一尴尬。
本次宁德时代给的答案是改变电池结构，依旧走的是改变电池体积的路线。据悉，本次宁德时代的麒麟电池由平台电芯模块、平台可拓展电气模块、柔性可拓展热管理模块、柔性可拓展箱体模块构成，由于采取模块化的平台化的设计，使得CTP3.0平台可以容纳更多的电芯，而由于麒麟电池在两块电芯的中间加入水冷钣，使得相邻两块电芯的热传导效率降低，避免热失控的出现，所以更密集的电芯串联在一起并不会对电池安全造成多大影响，反而进一步提升了其能量密度（比4680大圆柱电池高出13%）。
而特斯拉给的答案则是优化放电逻辑，即无极耳技术。众所周知，电池是由正极、负极、电解液、隔膜组成，那极耳是什么？无极耳又是什么呢？锂电池是由一层又一层的正极、负极、隔膜组成的，它们以此来扩大充电、放电反应的面积。如此大面积的充放电反应过程后，需要把这些电流给收集起来、伸到电芯外面，与外电路的正负极连接起来——这就是极耳。
由于特斯拉4680电池采用的是大圆柱电芯，所以其它相较于普通电芯的充电放电面积更大，由此需要更多的极耳把这些电流给收集起来、伸到电芯外面，与外电路的正负极连接起来，而特斯拉弄一个集流盖，整个盖子就是一个大极耳。如此一来，整个盖子全是极耳，因此称为全极耳；猛一看又找不到极耳，所以也称为无极耳。在无极耳技术的保障下，特斯拉的4680电芯更大，这意味其能量密度也会更高。
总之，无论是宁德时代还是特斯拉，都算得上动力电池合格的遮羞布。
END
往期推荐
电池百科：锂电池和铅酸电池哪个更安全？
(本网部分图文转载于网络和用户上传，目的在于传递更多信息，版权归原作者。不希望被转请在30日内同本网联系删除。)
