动力电池小常识分享

今天给大家分享下我所知的动力电池小常识和我对电池行业的看法

1. 动力电池的构成：传统的电动车动力电池是由多个电池模组和电池管理系统等封装而成。电池模组是由若干个单体电芯组成，把电芯以模组的形式封装，一方面是为了提高输出的电压和电流，另一方面是为了更好的管理电芯的安全稳定。单体电芯（cell）一般按封装的方式分成三种：圆柱（cylindrical）、方体（prismatic）和软包（pouch）。

2. 电池的主要指标：很多人认为电池的主要指标是续航，因为这是消费者最关心的，但其实影响车辆续航的因素可以总结为两个，一是电池的电能容量，二是车辆电耗，即车辆续航=电池容量/车辆电耗，而车辆电耗主要取决于车身重量、风阻、动力等因素；电池容量的主要取决于电池的体积和能量密度，其中能量密度和电芯材料、打包（pack）方式关系最大，所以，一块动力电池最能体现其技术高低的指标应该是能量密度。另外，电池的安全性指标和寿命指标也是消费者比较关心的，目前的绝大部分电池都能符合国家要求，包括在碰撞、涉水、高温高湿等环境下都能保证电池安全，而在寿命方面，绝大部分电池也能实现1500次充放电衰减不超20%的要求，这已经可以支持一辆续航400km的车辆行驶60万公里，这两个指标在各个品牌的电池中都大差不差。

3. 动力电池的分类：目前，主流的动力电池主要是三元理电池和磷酸铁锂电池。

三元理的最大优势在于能量密度高于磷酸铁锂，也就是同样的电能容量，三元锂比磷酸铁锂更轻且更小，单三元锂的成本会会更高。三元锂一般用镍钴锰的比例来命名，例如早期的523电池就是电池中镍钴锰含量的比例是5：2：3，其中镍含量越高，电池能量密度越高，而钴和锰则可以池的稳定性。随着技术的提高，在811电池已经足够安全，慢慢成为大容量电池的主流，今年1-9月，国内三元锂电池总装机量77.2GWh，占比39.8%。

磷酸铁锂的优势则在化学性质稳定，成本低廉，但是能量密度不高，一般的磷酸铁锂电池都是70度容量以下的电池，主要应用于30万以下的中低端车型，因为这部分车型电耗对较低，小容量电池即可以满足续航要求，又能降低制造成本。今年1-9月，国内磷酸铁锂电池总装机量116.3GWh，占比60.1%。

4. 知名电池品牌：中国是电池行业大国，国内电池品牌装机量占全球近50%，其中知名品牌有宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能等

数据显示，9月磷酸铁锂电池装机量中，宁德时代以9.27GWh排名第一，市场份额45.43%；比亚迪以7.08GWh排名第二，市场份额34.71%。1-9月，宁德时代以51.58GWh排名第一，份额44.34%；比亚迪以42.29GWh排名第二，份额36.36%。

中创新航和国轩高科则稳居第二阵营。9月，中创新航位装机量居第三名，市场份额6.16%；国轩高科第四名，市场份额4.33%。1-9月，中创新航装机量13.33GWh，市场份额6.66%；国轩高科装机量9.35gWh，市场份额4.83%。其中，中创新航主要市场优势体现在三元锂电池方面，国轩高科则主要是磷酸铁锂电池。

国外比较知名品牌有LG新能源和松下，今年的装机量分别在39.4GWh和24.0GWh，早期都有给进口的特斯拉供应电芯。

5. 主流电池技术：目前市面上比较知名的电池技术有CTP（即无模组）技术、CTC（电池-地盘一体化）技术、比亚迪刀片电池、宁德时代麒麟电池、特斯拉4680电池、固态/半固体电池。下面为大家一一介绍：

CTP技术：即cell to Pack(无模组技术)，相比较于传统动力电池封装方式，直接跳过模组，减少零部件的使用，整体能量密度提高10%-15%，能量密度能达到160Wh/kg以上。该技术从20年开始应用，现在大部分容量90度以上的电池都采用了该技术。

CTC技术：即cell to chassis(电池-地盘一体化)，该技术是在CTP的基础上，进一步减少零部件，把电池和地盘结合在一起，最大化节省空间，提高能量密度；但该技术对安全性要求高，后期维修成本也比较高。因此，目前还没有大量应用。

比亚迪刀片电池：CTP技术的一种，采用的是磷酸铁锂的材料，因为电芯单体做成了长条状，取名刀片电池。对外宣称安全性极高，穿刺实验能不起火，但动力电池都是安装在车辆底部，有多重物理保护，即使发生碰撞，电池被刺穿的可能也是微乎其微；反观此前的电池起火事件，更多的是从电池内部发生，因此，可以推测电池的内部结构和对电池的管理检测是影响电池安全的主要因素。目前该电池主要应用于比亚迪自家的高端车型。

宁德时代麒麟电池：于今年发布，采用第三代CTP技术，号称续航超1000公里，但能量密度未公布，预测不是所有车型都能有1000公里，应该是针对低动力低电耗车性得出的数据，并不会有颠覆性的创新。

特斯拉4680电池：其实该电池的概念很早就有，采用的是无极耳的圆柱电芯+CTC技术，可能因为成本和技术的限制，目前还没有大规模量产，但特斯拉的营销还是很厉害，让很多人愿意去等这一“颠覆新技术”，先不说能否在近期量产，即使量产后续航能突破1000公里续航，价格也不太可能和现在600公里续航的一样，因此，我认为不用对该技术有太多期待。

固态/半固态电池：蔚来在2020年首先发布了容量150度的半固体电池，能量密度在250KWh/kg，但今年蔚来已经宣布延期交付。虽然固态/半固体电池是目前最有可能实现跨越的电池技术，但其中的技术难点应该还有待突破。

总结：目前，中国电池市场呈现的是以宁德时代为首的一超多强的局面，但在技术程面上比没有很大差距，更多体现在市场份额和产能上，目前主流的电池供应商大都能提供最大120度容量的电池，接下来电池能量密度的提升相信会从物理空间上的优化转向化学技术的提升。接下来随着长城、广汽等传统车企的入局，相信电池技术会有更大的提升，能助力民族汽车产业大发展！