作為動(dòng)力電池行業(yè)的龍頭企業(yè)，近年來(lái)從鈉離子電池到麒麟電池再到凝聚態(tài)電池，寧德時(shí)代一直在布局電池技術(shù)路線創(chuàng)新，并相繼推動(dòng)量產(chǎn)落地。無(wú)論是技術(shù)引領(lǐng)，還是量產(chǎn)落地，寧德時(shí)代無(wú)愧于行業(yè)龍頭。

這一次，讓我們來(lái)探究“寧王”的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展歷程，領(lǐng)略其從未知到已知的跨越。

一、三元鋰電池——押對(duì)技術(shù)，寧德崛起

寧德時(shí)代的主要優(yōu)勢(shì)是三元鋰電池，麒麟電池便是其中之一。

2005年，寧德時(shí)代選擇三元鋰電池作為技術(shù)突破方向。得益于押對(duì)技術(shù)，早些年前寧德時(shí)代彎道超車，甩開老前輩比亞迪，成為中國(guó)動(dòng)力電池一哥，并于2017年登頂全球動(dòng)力電池老大，直到現(xiàn)在。

三元鋰電池一般指正極材料為 NCM 或 NCA 的電池，即鎳鉆錳或鎳鉆鋁電池。這三種金屬元素各自起到的作用如下：鎳可以提升電池的體積能量密度，是提升續(xù)航里程的主要突破口；鈷可以提升穩(wěn)定性和延長(zhǎng)電池壽命，提高電池的充放電速度和效率；錳／鋁則是提高電池的安全性和穩(wěn)定性。

實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體需求可以適當(dāng)調(diào)整三者的混合比例來(lái)讓鋰電池表現(xiàn)出不一樣的特性。

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)使用的三元鋰電池主要是鎳鈷錳（ NCM ）電池。

三元鋰電池優(yōu)勢(shì)在于能量密度更高、體積小、低溫環(huán)境下充放電性能更穩(wěn)定。痛點(diǎn)在于熱穩(wěn)定性偏差、循環(huán)壽命略短、成本高，在極端高溫環(huán)境下容易爆燃。

雖說(shuō)這是三元鋰電池特性，但各家電池廠的三元鋰電池表現(xiàn)也分高低。

相較其它電池廠，寧德時(shí)代三元鋰電池在保證優(yōu)秀性能的同時(shí)，品質(zhì)更為出眾，為各主機(jī)廠、終端用戶所青睞。

中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù)顯示，1-7月，寧德時(shí)代三元鋰電池裝機(jī)量累計(jì)36.19GWh,行業(yè)占比61.82%,可以說(shuō)“獨(dú)孤求敗”。

不過(guò)，前段時(shí)間鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的大眾ID.4事故表明，即便是寧德時(shí)代的三元鋰電池，也經(jīng)不起嚴(yán)重碰撞。

二、鈉離子電池——?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的里程碑式成果

2021年7月29日，寧德時(shí)代正式對(duì)外發(fā)布其第一代鈉離子電池。同時(shí)，發(fā)布亮相了創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包。寧德時(shí)代鈉電池已應(yīng)用在奇瑞新能源車上，成為主流市場(chǎng)上的高性價(jià)比選擇。

鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理，主要通過(guò)鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移，并且有取代鋰電之勢(shì)。

在正極材料方面，鈉電池采用克容量較高的普魯士白材料，對(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排。在負(fù)極材料方面，寧德時(shí)代開發(fā)具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。

基于材料體系的一系列突破，鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢(shì)。其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)80%以上；在-20°C低溫環(huán)境中，也擁有90%以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上；熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。

此外，鈉成本足夠低。鋰在地殼中屬于十分稀缺的一種資源，雖然海水中鋰元素含量很多，不過(guò)提取起來(lái)步驟復(fù)雜，且需要付出的成本高昂，但鈉不僅在海水中的含量更勝一籌而且提取簡(jiǎn)易，與鋰離子電池呈現(xiàn)相互兼容互補(bǔ)之勢(shì)。

既然鈉離子電池有如此多的優(yōu)點(diǎn)，為什么商用還是被制衡？主要有以下原因：

1、相較鋰離子，鈉離子體積較大，在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛；

2、循環(huán)壽命短，磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命可達(dá)6000次左右，三元鋰電池循環(huán)壽命可達(dá)3000次左右，但是鈉離子電池的循環(huán)壽命僅1500次左右；

3、能量密度低：能量密度僅160wh/kg，但是磷酸鐵鋰電池能量密度可以達(dá)到200wh/kg。簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)相同重量的電池，鈉離子電池續(xù)航里程遠(yuǎn)不及磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。

目前，鈉電池給大家的印象是安全，不自燃，果真如此嗎？根據(jù)目前一些博主從網(wǎng)上購(gòu)買鈉電池做的測(cè)試來(lái)看，穿刺后的鈉電池依舊會(huì)冒煙、著火，乃至爆炸。

至于寧德時(shí)代鈉電池的裝車表現(xiàn)如何，還需再觀察。

三、麒麟電池——無(wú)麒麟，不高端

2022年6月23日，寧德時(shí)代發(fā)布CTP3.0麒麟電池，作為第三代CTP技術(shù)，麒麟電池用實(shí)力詮釋著技術(shù)的力量。

寧德時(shí)代麒麟電池被《時(shí)代》周刊評(píng)為2022年度最佳發(fā)明。

“無(wú)麒麟，不高端。”在此前回答寧德時(shí)代投資者提問(wèn)時(shí)，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群表示。

技術(shù)創(chuàng)新，造就經(jīng)典麒麟，進(jìn)一步強(qiáng)化寧德時(shí)代全球龍頭地位。

相比前兩代CTP技術(shù)，第三代麒麟電池完全取消模組形態(tài)設(shè)計(jì)，并通過(guò)冷卻結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，使得電池安全性、壽命、快充性能以及比能量密度進(jìn)一步提升。

相比于市場(chǎng)上的其他電池，麒麟電池的亮點(diǎn)主要有：

1、可實(shí)現(xiàn)4C快充倍率，支持5分鐘快速熱啟動(dòng)，及10分鐘快充；

2、能量密度高，體積利用率高：系統(tǒng)能量密度為255Wh/kg，體積利用率達(dá)到了72%；

3、續(xù)航里程長(zhǎng)，支持1000km續(xù)航里程。

結(jié)構(gòu)方面，去除傳統(tǒng)的橫縱梁結(jié)構(gòu)，將隔熱墊、水冷板、橫縱梁集成為多功能彈性?shī)A層板。既節(jié)省電芯之間的結(jié)構(gòu)空間，提高體積利用率。

從熱交換本質(zhì)著手，重構(gòu)水冷系統(tǒng)。首創(chuàng)電芯大面冷卻技術(shù)，將傳統(tǒng)設(shè)在底部的水冷功能件置于電芯之間，使換熱面積擴(kuò)大4倍，將電芯控溫時(shí)間縮短至原來(lái)的一半。在極端情況下電芯可急速降溫，有效阻隔電芯間的異常熱量傳導(dǎo)。

CTP 電池包因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)模組限制，可以用在不同車型上，使用廣泛。

但是，由于取消模組限制，“一體化”、“大容量”也給麒麟電池帶來(lái)以下劣勢(shì)：

1、將電池組與底盤進(jìn)行一體化操作，導(dǎo)致無(wú)法換電；

2、一旦單個(gè)電芯發(fā)生故障，就會(huì)涉及到更換整個(gè)電池包，而不是之前只需更換某一個(gè)模組，維修成本會(huì)大幅增加；

3、為了實(shí)現(xiàn)麒麟電池的快充屬性，搭載該電池的新能源汽車需要專用充電樁，充電樁的普及率又將帶來(lái)新的問(wèn)題。

不過(guò)，存在的劣勢(shì)并不影響其高端的定位。在已經(jīng)量產(chǎn)的長(zhǎng)續(xù)航車型中，麒麟電池幾乎是“天花板”級(jí)別的存在。

吉利旗下高端品牌極氪已搭載麒麟電池，理想、問(wèn)界等多品牌也將陸續(xù)搭載使用麒麟電池。理想首款純電車型將搭載寧德時(shí)代4C麒麟電池，并提供800V超充的解決方案，實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航400km。此外，寧德時(shí)代與賽力斯也已官宣麒麟電池將落地AITO問(wèn)界系列新車型，雙方已簽署五年長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作協(xié)議。

四、凝聚態(tài)電池 ——王炸級(jí)別，捅破動(dòng)力電池天花板

在今年4月的上海車展上，寧德時(shí)代發(fā)布具有創(chuàng)新技術(shù)的凝聚態(tài)電池，官方聲稱其單體能量密度高達(dá)500Wh/kg，突破實(shí)現(xiàn)了電池的高比能與高安全兼得。

500Wh/kg是什么概念？相當(dāng)于松下2170圓柱電池的近兩倍，刀片電池的近三倍。

工信部頒布的《中國(guó)制造 2025》指明：“到2025 年、2030年，我國(guó)動(dòng)力電池單體能量密度分別需達(dá)到 400Wh/kg、500Wh/kg。可見，寧德時(shí)代發(fā)布的凝聚態(tài)電池的單體能量密度已超過(guò)2025年的目標(biāo)，直達(dá)2030年的目標(biāo)。

目前，行業(yè)三元鋰電池能量密度約250Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度約為180wh/kg，凝聚態(tài)電池的能量密度較兩者實(shí)現(xiàn)了“成倍式提升”，未來(lái)1000公里以上的續(xù)航或?qū)⒊蔀槌B(tài)。

從官方發(fā)布的資料來(lái)看，其采用高動(dòng)力仿生凝聚態(tài)電解質(zhì)，構(gòu)建微米級(jí)別自適應(yīng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)鏈間相互作用力，在增強(qiáng)微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)，提高電池動(dòng)力學(xué)性能，提升鋰離子運(yùn)輸效率。

凝聚態(tài)電池還聚合高比能正極、新型負(fù)極、隔離膜等一系列創(chuàng)新技術(shù)，并非大家想象和傳播中的半固態(tài)電池。從配方、結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面進(jìn)行創(chuàng)新。

總體而言，凝聚態(tài)電池的問(wèn)世，屬于王炸級(jí)別。目前正在進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開發(fā)，執(zhí)行航空級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試，滿足航空級(jí)的安全與質(zhì)量要求。據(jù)發(fā)布會(huì)透露，凝聚態(tài)電池的車規(guī)級(jí)版本將在今年內(nèi)具備量產(chǎn)能力。

要說(shuō)缺點(diǎn)，成本應(yīng)該不會(huì)低，更適合走高端路線。不過(guò)，這也恰好契合航空領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)業(yè)。

五、新品發(fā)布 ——高能來(lái)襲，蓄勢(shì)待發(fā)

寧德時(shí)代表示，將在8月16日舉辦新品發(fā)布會(huì)，并喊出“快”進(jìn)新世界的口號(hào)。雖未透露具體產(chǎn)品細(xì)節(jié)，但猜測(cè)與動(dòng)力電池的快充技術(shù)有密切聯(lián)系。

電動(dòng)勢(shì)有話說(shuō)

縱觀中國(guó)新能源汽車行業(yè)，寧德時(shí)代無(wú)疑是一家非常卓越的企業(yè)。短期來(lái)看，還沒(méi)有企業(yè)能夠撼動(dòng)寧德時(shí)代的龍頭地位。

鈉離子電池正應(yīng)用在奇瑞車型，麒麟電池已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車，全新的凝聚態(tài)電池，也正在拓寬以高安全和輕量化為核心的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，寧德時(shí)代還在推進(jìn)M3P、無(wú)鈷電池、無(wú)稀有金屬電池等電池技術(shù)布局。

專利方面，寧德時(shí)代已申請(qǐng)電池相關(guān)專利3300余件，包括“電池單體、電池、用電裝置和電池單體的制造方法”、“電池和用電設(shè)備”、“圓柱形電池單體、電池和用電裝置”等，其中實(shí)用新型專利2100余項(xiàng)，發(fā)明專利1100余項(xiàng)，已授權(quán)專利2700余項(xiàng)。

在全新的時(shí)代背景下，寧德時(shí)代是否能再創(chuàng)輝煌？曾毓群的新能源帝國(guó)能否進(jìn)一步開疆拓土，打造電池行業(yè)的技術(shù)壁壘。

讓我們拭目以待、共同見證。

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