宁德时代CTP*.0麒麟电池技术浅谈(下）

新材云创·新型锂电材料

在当前新一代信息技术、新能源、智能制造等新兴产业迅速崛起的背景下，叠加中国“双碳”目标对新材料市场需求的拉动，锂离子电池材料的需求猛增。随着中国“双碳”目标从战略到落地，各行业开始施行减碳措施，碳排放占全中国终端碳排放1*%的交通领域势必要率先做出改革。新材云创专研新材料行业，应用利用数字技术，破解企业、产业发展中的难题。特此推出《宁德时代CTP*.0麒麟电池技术浅谈》上、下两篇，展望中国新型锂电材料技术及创新生态发展。

使用电能、氢能代替传统化石能源的新能源汽车是交通领域减碳的首选方案。目前已经广泛使用的锂离子电池和极具应用前景的氢燃料电池是新能源汽车的核心，其材料发展决定了中国新能源汽车产业的进步，地位的重要性显而易见。锂电材料产业生态逐渐成熟，低成本、高性能、高安全性成为主要发展方向。

近日，宁德时代第三代CTP技术麒麟电池的发布引起了电池行业极大关注。虽然麒麟电池的量产要等到202*年，而其亮眼的技术实力却已然引起了整个产业链的轩然大波。麒麟电池将热管理技术带到新高度，从麒麟电池发布的核心信息来看，其电池包体积利用率从第一代CT技术的**%提升到*2%，创下系统集成度新高；能量密度达2**Wh/kg，可实现整车1000公里续航，支持*分钟快速热启动，10分钟快充至80%。

麒麟电池不将水冷板放在底部，而是插入电芯间，水冷效果极大加强，好处为：1）大幅提高安全性，水冷板附加隔热作用，可实现无热扩散；2）提升快充性能，电芯双面水冷，4C充电产品2*年亮相；*）提升循环寿命，电芯加紧后寿命会短一半，也就是放松一点的话，循环寿命能长一倍，水冷板附加缓冲作用；4）提高比能量：水冷、隔热、缓冲功能三合一，空间得到大幅节省，磷酸铁锂可达160Wh/kg、2*0Wh/L，三元高镍可达到2*0Wh/kg，4*0Wh/L，比4680多装1*%的电量。

图表：麒麟电池官方展示图

麒麟电池创新点

水冷板代替电池包横纵梁，叠加双层冷却通道设计，同时具备支撑、水冷、隔热、缓冲四大功能。此外电芯采取双排背对背方式侧立排布，因此可放入更多电芯，更有利于快充技术，同时安全性、体积利用率大幅提升。

根据宁德时代专利“箱体结构，电池及用电装置”，授权公开号：CN2166484*4U，我们可发现麒麟电池包的结构细节，其主要创新如下：

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方壳电芯采取背对背侧立方式排布于箱体内，而非原本直立方式，可放入更多单体电芯，更有利于快充，提高体积利用率；

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冷却板替代横纵梁，使支撑、冷却、隔热、缓冲功能四合一，有效提升空间利用率。新冷却板以加强体的方式插入电池排间，同时连接上盖和下箱体，起到传统横纵梁支撑保护作用；两排电芯共享一个冷却通道，相比一排电芯使用一个水冷板，减少冷却板数量，降低BOM成本，有轻量化的效果，更有利于快充时散热；立式冷却板打造横向相对隔离空间，纵向电芯间有膨胀补偿片+绝热气凝胶，有效隔热实现“零热失控”；冷却板采用内外两层冷却通道，可吸收电池充放电及老化时产生的膨胀，减少电池单体挤压，提升电池循环寿命；此外新水冷板转移至箱体内部，可避免因碰撞易出现破损而导致漏液风险。

下箱体有定位/限位槽，用于冷却板的安装及电芯组的固定，该设计可提高电芯组安装稳定性，避免相互碰撞损坏，但仍需导热结构胶保证强度及优化散热。

图表：麒麟电池专利图

来源：宁德时代专利 注：12*/128分别为冷却板进水口/出水口

*.2.麒麟冷却板

根据宁德时代专利“水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置”，申请公布号：CN1144**826A，我们可发现麒麟冷却板结构细节，其主要创新如下：

水冷板具有内外两层冷却通道，采用口琴管方式，其中外层和内层冷却通道中的一者为液冷通道，另一者为非液冷通道（如外层液冷，内层风冷），非液冷通道由于不填充冷却液，通道壁可以适当朝内变形，吸收电池单体膨胀，避免电池单体挤压损坏。

图表：麒麟冷却板专利图

来源：宁德时代专利

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宁德CTP技术迭代

第一代CTP到最新的第三代麒麟电池，电池包体积利用率从**%提升至6*%。

CTP1.0：去掉模组的侧板，转而用绑带来替代，代表车型北汽EU*。

CTP2.0：再去掉模组的两个端板，利用箱体上的纵横梁来代替端板，代表车型蔚来**度。

CTP*.0：进一步去掉箱体上的纵横梁，利用两个电芯之间的夹板和电芯本体来实现结构上的需求。

宁德CTP*.0 VS 特斯拉CTC

麒麟电池水冷板放置与特斯拉4680电池类似，都是在电芯间夹水冷板，但特斯拉水冷板无需起支撑作用。大圆柱间散热空间更大，上方还有额外一层水冷板，因此特斯拉CTC散热效果好于麒麟电池，叠加全极耳设计，非常利于快充设计，但空间利用率肯定要低于麒麟电池。

图表：特斯拉4680水冷板结构

（来源：特斯拉Cyber Rodeo活动）

（来源：公开资料）

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宁德CTP*.0 VS 比亚迪CTB

比亚迪CTB采用上层直冷板设计，且电芯间无冷却设计，因此其冷却效果劣于麒麟电池，不利于电池快充时散热。比亚迪CTB仍保留提供强度/刚度的横向钢梁，结构强度好于麒麟电池，但体积利用率更低。

图表：比亚迪CTB展示图

（来源：比亚迪发布会）

麒麟电池VS上汽魔方电池

魔方电池是上汽和宁德合作产品，麒麟电池和魔方电池相似度较高，均采用立式冷却结构，但魔方电池采取双电芯躺式布局而非麒麟的侧立布局，上下电芯间没有膨胀补偿片+绝热气凝胶的隔离层，无法做到真正无热扩散，因此麒麟电池控制热扩散效果更好。魔方电池垂直方向厚度更薄，但其体积利用率低于麒麟电池。

图表：魔方电池内部结构图

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结论

结构进一步创新，公司认为可进一步竞争力，2*年有望放量：麒麟电池的水冷板替代电池包横纵梁，叠加双层冷却通道设计，同时具备支撑、水冷、隔热、缓冲四大功能。此外电芯采取双排背对背方式侧立排布，因此可放入更多电芯，整体安全性、快充性能、循环寿命及比能量得到较好提升。麒麟电池是宁德时代在现有的方形电池技术路线下，通过结构创新，进一步提升电池性能重要方式，铁锂+麒麟电池可与刀片电池竞争，高镍三元+麒麟电池可与4680竞争。

在过去的十几年中，中国的锂电材料产业发展迅速，多种材料产业从无到有，从弱到强，从进口依赖到国产替代，直到现在大部分材料技术和产能均能与国际同行相匹敌，占据了全球锂电材料产业的半壁江山。随着中国“碳中和”“碳达峰”政策的持续推进，新能源汽车再次被推上风口浪尖，锂电材料也随之进入了新的发展阶段。中国锂电材料技术展望，锂电材料将持续向低成本、高性能、高安全性的方向发展。

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