麒麟电池简介
麒麟电池采用宁德时代第三代CTP技术。系统集成水平创世界新高,体积利用率高达72%,能量密度高达255Wh/kg,整车最大电池寿命可超过1000公里。
同时,麒麟电池还采用了全球首创的电池大面积冷却技术,可支持5分钟快速热启动。本文将详细介绍麒麟电池技术,并将其与不同锂电池制造商的电池进行比较。

麒麟电池技术详解
麒麟电池组
根据宁德时代的专利文件,我们可以找到麒麟电池组的结构细节,其主要创新如下:
1.方形外壳电池以背靠背、并排的方式排列在盒子里,而不是原来的直立方式,因此可以放置更多的单体电池,更有利于快速充电,提高体积利用率。

2. 冷却板取代了横梁和纵梁,集支撑、冷却、隔热、缓冲等功能于一体,有效提高了空间利用率。新的冷却板以加固的形式插入电池排之间,同时连接上盖和下箱体,起到传统横梁的支撑和保护作用。
两排电池共用一个冷却通道,与一排电池使用一个水冷板相比,减少了冷却板的数量,降低了材料成本,具有轻量化效果,更有利于快速充电时的散热。

垂直冷却板在电池之间形成水平相对隔离空间和垂直膨胀补偿片+隔热气凝胶,有效隔离电池,实现 “零热失控”。
冷却板采用内部和外部冷却通道,可以吸收电池充放电和老化产生的膨胀,减少电池的挤压,提高电池的循环寿命。

此外,新的水冷板被转移到机箱内部,可以避免因碰撞而造成的液体泄漏的风险。
3. 下箱体有一个定位/限位槽,用于冷却板的安装和电池组的固定。这种设计可以提高锂电池组安装的稳定性,避免相互碰撞损坏,但仍然需要导热结构胶来保证强度和优化散热。
麒麟散热板
根据宁德时代的专利文件,我们可以找到麒麟冷却板的结构细节,其主要创新点如下:
水冷板有内外两条冷却通道,采用口琴管法,其中内外两条冷却通道中的一条为液冷,另一条为非液冷(如外液冷,内风冷)。

由于非液体冷却通道没有填充冷却液,通道壁可以适当向内变形,以吸收电池单体的膨胀,避免对电池单体挤压的损害。
麒麟电池的创新
水冷板取代了电池组的横梁和纵梁,叠加了双层冷却通道设计,具有支撑、水冷、隔热、缓冲四大功能。
此外,麒麟电池片以双排背靠背的方式侧向排列,可以放入更多的电池,更有利于快速充电技术的应用,同时安全性和体积利用率也大大提升。

麒麟电池没有将水冷板放在底部,而是将其插入电池之间。水冷效果大大增强。其好处是:
1)安全性大大提高,水冷板具有额外的隔热效果,可以实现无热扩散。
2)为提高快速充电性能,对电池片进行双面水冷。

3)提高循环寿命,麒麟电池紧固后寿命会缩短一半,也就是说,如果放松一点,循环寿命可以增加一倍,而且水冷板还有额外的缓冲作用。
4)提高比能量:水冷、隔热、缓冲功能三合一,大大节省空间。磷酸铁锂可以达到160Wh/kg,290Wh/L,三元高镍可以达到250Wh/kg,450Wh/L。4680装的电量多了13%。
宁德时代 CTP技术迭代
从第一代CTP到最新的第三代麒麟电池,电池组的体积利用率从55%提高到67%。
CTP1.0: 拆除模块的侧板,换上带子,代表车型为北汽EU5。

CTP2.0: 拆除模块的两块端板,用箱体上的纵横梁代替端板,代表模型NIO在75度。
CTP3.0:进一步拆除箱体上的纵横梁,用两个单元和单元体之间的夹板来满足结构要求。
宁德时代 CTP3.0与潜在竞争对手的比较
宁德时代CTP3.0 VS 特斯拉 CTC
麒麟电池水冷板的位置与特斯拉4680电池的位置相似。水冷板夹在电池之间,但特斯拉的水冷板不需要支持它。

大圆柱体之间的散热空间比较大,上面还有一层水冷板,所以特斯拉CTC的散热效果要比麒麟电池好。叠加式全板设计非常有利于快速充电设计,但空间利用率一定低于麒麟电池。
宁德时代ctp3.0与比亚迪CTB的对比
比亚迪CTB采用上层直接冷却板的设计,电池之间没有冷却设计,所以其冷却效果不如麒麟电池,不利于电池在快速充电时的散热。

比亚迪CTB仍然保留了提供强度/刚度的横向钢梁。其结构强度优于麒麟电池,但体积利用率较低。
麒麟电池VS上汽的魔方(图片|配置|询价)电池
魔方电池是上汽集团和宁德时代的联合产品。麒麟电池和魔方电池有很高的相似性,都是采用垂直冷却结构,但魔方电池采用的是双电池卧放布局,而不是麒麟的侧立布局。上部和下部电池之间没有膨胀。

补偿片+隔热气凝胶的隔离层不可能真正做到不发热,所以麒麟电池在控制散热方面做得更好。魔方电池在垂直方向上更薄,但其体积利用率比麒麟电池低。
结论
1)结构上的进一步创新。麒麟电池的水冷板取代了电池组的横梁和纵梁,叠加了双层冷却通道设计,具有支撑、水冷、隔热、缓冲四大功能。

此外,麒麟电池的电池片采用双排背靠背的侧向排列方式,可以放入更多的电池,整体安全性、快速充电性能、循环寿命和比能量都得到更好的提升。
麒麟电池是公司在现有棱镜电池技术路线下,通过结构创新进一步提高电池性能的重要途径。

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。该公司之前表示,它将在2023年大规模生产麒麟电池,满足不散热的要求,巡航里程可达1000公里。
2) 麒麟电池对电池单元的结构要求提高了,对水冷板的需求增加了。
由于成组的简化,对麒麟电池电芯本身的安全要求提高,对结构件(如防爆阀)的需求增加,所以电芯结构件的价值略有增加。

同时,由于水冷板取代了麒麟电池组的横梁和纵梁,对水冷板的需求也在增加。
3) 麒麟电池有利于加速4C超级快充的迭代:可以刺激快充锂电池材料的需求,如高镍单晶正极、快充负极、电解液添加剂Lifsi、导电剂等。
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