CTP會(huì)成為未來電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢嗎

（文章來源：每日汽車）

隨著5G時(shí)代來臨，對電池四大材料之一的電解液提出了更高的要求。而電解液對鋰電池的安全性、循環(huán)壽命、高低溫性能等方面有著重要影響。通常，電解液是由溶劑、溶質(zhì)、添加劑組成的，一般其質(zhì)量比為80：15：5。超純級碳酸二甲酯DMC的純度比電池級DMC的純度還要高，對電池能量密度的提高和使用壽命的延長，有相當(dāng)重要的作用，所以漲價(jià)自然是理所應(yīng)當(dāng)。

不過，這就牽引出了整個(gè)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上一個(gè)重要的問題，特斯拉國產(chǎn)對于國內(nèi)新能源車企的影響，以及占到純電動(dòng)汽車成本近35~40%的電池成本問題。電池材料成本這樣漲法，再加上補(bǔ)貼退坡，車企如何降本，就成為重要的思考方向。到目前為止，電池組的生產(chǎn)一直遵循相同的基本程序。一家專門生產(chǎn)電池的公司，比如寧德時(shí)代、比亞迪、松下和LG化學(xué)，生產(chǎn)單獨(dú)的電池電芯，然后車企通過PACK把這些打包成電池組裝車。

那么，有人腦洞開得比較大，就問為什么不整合這兩個(gè)獨(dú)立的過程呢？簡單來說，方法是將單個(gè)電池并聯(lián)形成電池子模塊，然后再將這些子模塊組裝成車輛所需要的動(dòng)力電池模塊。而且，特斯拉還為這個(gè)組裝專利設(shè)計(jì)了新的冷卻方法，可以使用來冷卻的液體直接經(jīng)過電池組來降低電池組溫度，也可以將散熱片裝到電池組中降溫，或者用特殊的封裝材料來實(shí)現(xiàn)降溫。

那么，取消模組能產(chǎn)生怎樣的效果？根據(jù)寧德時(shí)代的數(shù)據(jù)，CTP電池包體積利用率可以提高15%-20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%，電池包能量密度提升10%-15%，可以達(dá)到200Wh/kg以上，電池的制造成本也大幅降低。蜂巢給出的數(shù)據(jù)是，與傳統(tǒng)590模組相比，CTP第一代減少24%的零部件，第二代成組效率提升5-10%，空間利用率提升5%，零部件數(shù)量再減少22%。

這對于車企似乎是個(gè)好事。但是，如果我們再深究一下的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上圍繞著去不去模組，背后是PACK權(quán)力的爭奪。從利益角度來看，PACK要比模組要賺錢，而電池供應(yīng)商只有轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP整體解決方案，之后才有機(jī)會(huì)去做整個(gè)PACK。而新能源車企面臨電動(dòng)汽車的成本壓力和能量密度壓力，CTP方案正好為降本增效提供了一個(gè)解決思路。但是，CTP是“真香”的解決之道嗎？

在動(dòng)力電池降低成本的過程中，方式也并不局限在電芯集成形式，還包括材料選用、工藝優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、大模組等。早期A123采用過扎帶；LEAF采用過軟包集成小模塊，集成大模塊再集成PACK；標(biāo)準(zhǔn)VDA355mm長度的模組是國外率先推出的，大眾推出了MEB590mm長度的模組；特斯拉更是搞出近2米長的超大模組。

而省略模組的做法之前不是沒有，商用車磷酸鐵鋰電池就用過。盡管將PACK的生產(chǎn)過程與電芯CELL的制造過程集成在一起似乎非常合理，畢竟，降低整個(gè)PACK成本的可能性是存在的。但是，這樣做不是沒有隱患的。從電池生產(chǎn)的角度來看，電池模組是通過串并聯(lián)方式組合，加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后，作為中間連接件，電池模組的結(jié)構(gòu)還必須對電芯起到支撐、固定和保護(hù)作用。

此外，模組還要具備以下功能：滿足完好固定電芯位置并保護(hù)其不發(fā)生有損性能的形變，滿足載流性能要求，滿足對電芯溫度的控制，遇到嚴(yán)重異常時(shí)及時(shí)斷電，避免熱失控的傳播等等。而取消電池模組，直接由電芯組成電池包，顯而易見的是電池的可靠性就會(huì)降低，增加了電池安全的管理難度。

所以，CTP電池包就對電芯的產(chǎn)品一致性提出了更高要求。而且，根據(jù)業(yè)內(nèi)技術(shù)人士的說法，采用CTP會(huì)導(dǎo)致電池未來開發(fā)的靈活性受限，因?yàn)橐坏┒ㄐ椭?，PACK就不能有大的改動(dòng)。改動(dòng)必然帶來成本增加，配一款新車就要重新做一遍模組實(shí)驗(yàn)，做一遍PACK實(shí)驗(yàn)?？偟膩砜?，電池包結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只是輔助手段，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來提升能量密度的空間是有限的。核心還是在于提高電芯的能量密度。

我們都知道，特斯拉雖然發(fā)布了專利申請，但并不意味著該專利將用于特斯拉的汽車生產(chǎn)線。特斯拉發(fā)布了大量的專利，但并不是所有的專利都實(shí)現(xiàn)了。不過，這個(gè)電池技術(shù)的試探，正在拷問整個(gè)行業(yè)的未來。北汽新能源搭載CTP電池包的EU5能不能獲得市場上的成功，我們還不清楚。

CTP只是電動(dòng)車技術(shù)方面的一個(gè)突破方向。其實(shí)，另一個(gè)重要方向，就是固態(tài)電池。如果固態(tài)電池能夠進(jìn)入量產(chǎn)，CTP才有真正的未來?？梢哉f，CTP還是一種“坐等變天”的技術(shù)。在某些專業(yè)人士看來，未來真正實(shí)現(xiàn)CTP的，應(yīng)該是固態(tài)電池?！肮虘B(tài)電池沒有液態(tài)電解質(zhì)，可以在內(nèi)部進(jìn)行串并聯(lián)，做到48伏、96伏甚至更高電壓都沒問題?！倍鳦TP電池包省了一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件，提高了電池包體積的利用率，間接地就提高了系統(tǒng)能量密度。

目前可以說固態(tài)電池的路線主要有兩種，一種是豐田的硫化物路線，還有一種是國內(nèi)的氧化物路線。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“2020 年前采用高鎳正極＋準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳負(fù)極可以實(shí)現(xiàn) 300 Wh／Kg，2025 年前采用富鋰正極＋全固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳／鋰金屬負(fù)極電池可以實(shí)現(xiàn)400 Wh／Kg，2030 年前采用燃料／鋰硫／空氣電池實(shí)現(xiàn) 500 Wh／Kg?！?/p>

如果真能實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，將是給鋰電池領(lǐng)域乃至汽車領(lǐng)域帶來翻天覆地的改變。究竟誰能勝出？目前我們還不好說，未來值得期待。
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