宁德时代电池技术研判 | 电动势

作为动力电池行业的龙头企业，近年来从钠离子电池到麒麟电池再到凝聚态电池，宁德时代一直在布局电池技术路线创新，并相继推动量产落地。无论是技术引领，还是量产落地，宁德时代无愧于行业龙头。

这一次，让我们来探究“宁王”的技术创新发展历程，领略其从未知到已知的跨越。

一、三元锂电池——押对技术，宁德崛起

宁德时代的主要优势是三元锂电池，麒麟电池便是其中之一。

2005年，宁德时代选择三元锂电池作为技术突破方向。得益于押对技术，早些年前宁德时代弯道超车，甩开老前辈比亚迪，成为中国动力电池一哥，并于2017年登顶全球动力电池老大，直到现在。

三元锂电池一般指正极材料为 NCM 或 NCA 的电池，即镍钻锰或镍钻铝电池。这三种金属元素各自起到的作用如下：镍可以提升电池的体积能量密度，是提升续航里程的主要突破口；钴可以提升稳定性和延长电池寿命，提高电池的充放电速度和效率；锰／铝则是提高电池的安全性和稳定性。

实际应用中，根据具体需求可以适当调整三者的混合比例来让锂电池表现出不一样的特性。

目前国内多数使用的三元锂电池主要是镍钴锰（ NCM ）电池。

三元锂电池优势在于能量密度更高、体积小、低温环境下充放电性能更稳定。痛点在于热稳定性偏差、循环寿命略短、成本高，在极端高温环境下容易爆燃。

虽说这是三元锂电池特性，但各家电池厂的三元锂电池表现也分高低。

相较其它电池厂，宁德时代三元锂电池在保证优秀性能的同时，品质更为出众，为各主机厂、终端用户所青睐。

中国汽车动力电池产业创新联盟提供的数据显示，1-7月，宁德时代三元锂电池装机量累计36.19GWh,行业占比61.82%,可以说“独孤求败”。

不过，前段时间闹得沸沸扬扬的大众ID.4事故表明，即便是宁德时代的三元锂电池，也经不起严重碰撞。

二、钠离子电池——创新技术产业化的里程碑式成果

2021年7月29日，宁德时代正式对外发布其第一代钠离子电池。同时，发布亮相了创新的锂钠混搭电池包。宁德时代钠电池已应用在奇瑞新能源车上，成为主流市场上的高性价比选择。

钠离子电池有着与锂离子电池相似的工作原理，主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移，并且有取代锂电之势。

在正极材料方面，钠电池采用克容量较高的普鲁士白材料，对材料体相结构进行电荷重排。在负极材料方面，宁德时代开发具有独特孔隙结构的硬碳材料，其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。

基于材料体系的一系列突破，钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。其电芯单体能量密度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20°C低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上；热稳定性远超国家强标的安全要求。

此外，钠成本足够低。锂在地壳中属于十分稀缺的一种资源，虽然海水中锂元素含量很多，不过提取起来步骤复杂，且需要付出的成本高昂，但钠不仅在海水中的含量更胜一筹而且提取简易，与锂离子电池呈现相互兼容互补之势。

既然钠离子电池有如此多的优点，为什么商用还是被制衡？主要有以下原因：

1、相较锂离子，钠离子体积较大，在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛；

2、循环寿命短，磷酸铁锂电池循环寿命可达6000次左右，三元锂电池循环寿命可达3000次左右，但是钠离子电池的循环寿命仅1500次左右；

3、能量密度低：能量密度仅160wh/kg，但是磷酸铁锂电池能量密度可以达到200wh/kg。简单点来说相同重量的电池，钠离子电池续航里程远不及磷酸铁锂电池和三元锂电池。

目前，钠电池给大家的印象是安全，不自燃，果真如此吗？根据目前一些博主从网上购买钠电池做的测试来看，穿刺后的钠电池依旧会冒烟、着火，乃至爆炸。

至于宁德时代钠电池的装车表现如何，还需再观察。

三、麒麟电池——无麒麟，不高端

2022年6月23日，宁德时代发布CTP3.0麒麟电池，作为第三代CTP技术，麒麟电池用实力诠释着技术的力量。

宁德时代麒麟电池被《时代》周刊评为2022年度最佳发明。

“无麒麟，不高端。”在此前回答宁德时代投资者提问时，宁德时代董事长曾毓群表示。

技术创新，造就经典麒麟，进一步强化宁德时代全球龙头地位。

相比前两代CTP技术，第三代麒麟电池完全取消模组形态设计，并通过冷却结构上的优化，使得电池安全性、寿命、快充性能以及比能量密度进一步提升。

相比于市场上的其他电池，麒麟电池的亮点主要有：

1、可实现4C快充倍率，支持5分钟快速热启动，及10分钟快充；

2、能量密度高，体积利用率高：系统能量密度为255Wh/kg，体积利用率达到了72%；

3、续航里程长，支持1000km续航里程。

结构方面，去除传统的横纵梁结构，将隔热垫、水冷板、横纵梁集成为多功能弹性夹层板。既节省电芯之间的结构空间，提高体积利用率。

从热交换本质着手，重构水冷系统。首创电芯大面冷却技术，将传统设在底部的水冷功能件置于电芯之间，使换热面积扩大4倍，将电芯控温时间缩短至原来的一半。在极端情况下电芯可急速降温，有效阻隔电芯间的异常热量传导。

CTP 电池包因为没有标准模组限制，可以用在不同车型上，使用广泛。

但是，由于取消模组限制，“一体化”、“大容量”也给麒麟电池带来以下劣势：

1、将电池组与底盘进行一体化操作，导致无法换电；

2、一旦单个电芯发生故障，就会涉及到更换整个电池包，而不是之前只需更换某一个模组，维修成本会大幅增加；

3、为了实现麒麟电池的快充属性，搭载该电池的新能源汽车需要专用充电桩，充电桩的普及率又将带来新的问题。

不过，存在的劣势并不影响其高端的定位。在已经量产的长续航车型中，麒麟电池几乎是“天花板”级别的存在。

吉利旗下高端品牌极氪已搭载麒麟电池，理想、问界等多品牌也将陆续搭载使用麒麟电池。理想首款纯电车型将搭载宁德时代4C麒麟电池，并提供800V超充的解决方案，实现充电10分钟，续航400km。此外，宁德时代与赛力斯也已官宣麒麟电池将落地AITO问界系列新车型，双方已签署五年长期战略合作协议。

四、凝聚态电池——王炸级别，捅破动力电池天花板

在今年4月的上海车展上，宁德时代发布具有创新技术的凝聚态电池，官方声称其单体能量密度高达500Wh/kg，突破实现了电池的高比能与高安全兼得。

500Wh/kg是什么概念？相当于松下2170圆柱电池的近两倍，刀片电池的近三倍。

工信部颁布的《中国制造 2025》指明：“到2025 年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到 400Wh/kg、500Wh/kg。可见，宁德时代发布的凝聚态电池的单体能量密度已超过2025年的目标，直达2030年的目标。

目前，行业三元锂电池能量密度约250Wh/kg，磷酸铁锂电池能量密度约为180wh/kg，凝聚态电池的能量密度较两者实现了“成倍式提升”，未来1000公里以上的续航或将成为常态。

从官方发布的资料来看，其采用高动力仿生凝聚态电解质，构建微米级别自适应网状结构，调节链间相互作用力，在增强微观结构稳定性的同时，提高电池动力学性能，提升锂离子运输效率。

凝聚态电池还聚合高比能正极、新型负极、隔离膜等一系列创新技术，并非大家想象和传播中的半固态电池。从配方、结构、制造工艺等方面进行创新。

总体而言，凝聚态电池的问世，属于王炸级别。目前正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发，执行航空级的标准与测试，满足航空级的安全与质量要求。据发布会透露，凝聚态电池的车规级版本将在今年内具备量产能力。

要说缺点，成本应该不会低，更适合走高端路线。不过，这也恰好契合航空领域的高附加值产业。

五、新品发布——高能来袭，蓄势待发

宁德时代表示，将在8月16日举办新品发布会，并喊出“快”进新世界的口号。虽未透露具体产品细节，但猜测与动力电池的快充技术有密切联系。

电动势有话说

纵观中国新能源汽车行业，宁德时代无疑是一家非常卓越的企业。短期来看，还没有企业能够撼动宁德时代的龙头地位。

钠离子电池正应用在奇瑞车型，麒麟电池已实现量产装车，全新的凝聚态电池，也正在拓宽以高安全和轻量化为核心的应用场景。此外，宁德时代还在推进M3P、无钴电池、无稀有金属电池等电池技术布局。

专利方面，宁德时代已申请电池相关专利3300余件，包括“电池单体、电池、用电装置和电池单体的制造方法”、“电池和用电设备”、“圆柱形电池单体、电池和用电装置”等，其中实用新型专利2100余项，发明专利1100余项，已授权专利2700余项。

在全新的时代背景下，宁德时代是否能再创辉煌？曾毓群的新能源帝国能否进一步开疆拓土，打造电池行业的技术壁垒。

让我们拭目以待、共同见证。