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簡述CATL的電池技術斷代

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年03月09日  

在本次《世界新能源大會》中,CATL從整體和技術層面做出一些分享,有意思的地方,在于CATL電池技術如何斷代,以及如何給客戶分配技術的問題。


比如現在已實現多種選擇


CTP技術:從CTP1.0、CTP2.0和CTP3.0


NP技術:從NP1到NP2,后續還規劃了NP3和NP4


化學體系:從磷酸鐵鋰演化到M3P,從NCM523進化到中鎳高電壓,從高鎳、摻硅補鋰到凝聚態


這就好像,一個父親有很多個兒子一代代的技術不光斷代比較麻煩,想要搞清楚它們的關系也比較費勁。


圖1CATL的各種技術秀


PART1:CATL的安全技術思考


我們現在理解的CTP3.0=麒麟電池,也就是說這是一個系列,演化到這一代電池系統在通用性和兼容性上可以變得更強,最基本的要求則是不同尺寸、不同材料體系的電芯均可以應用。


從目前來看,這個電池系統方法,目前的特點重要包括


1)高成組率:也就是完全的無模組化,在電池托盤層面簡化縱橫梁(取消)。實際上橫量是否達到CTP3.0的一個重要的標志,就是體積成組率。


2)熱失控防護整體策略:也就圍繞高能量密度,超過250Wh/kg的高鎳三元路線電芯,是否能滿足NP的要求。


在本次交流中,我們看到無熱擴散的幾個層次


NP1:被動防護、不擴散,這是最基本的要求,行業花了很多時間才做到。


NP2:主動隔離、不擴散,穩定放電至安全狀態,這反面我們后面再詳細講一下。


NP3:煙氣控制,這是指電芯排出的煙氣在一定的范圍內,有害物質排放定向控制。


NP4:故障降維,這是指后面電芯燒掉,通過旁路處理讓整包還可以繼續用的意思。


圖2NP的技術迭代更新

3)高倍率電芯的散熱問題:滿足車企高能量和高倍率電芯兼顧的需求,要控制溫升,防止電芯快速衰減。


4)CTP3.0能過渡倒CTC的技術。


PART2:NP技術的探討


目前看下來,NP1到NP2熱失控防護的設計策略,是綜合考慮4680和大眾電芯設計,也就是說我們之前往Pack上蓋噴射,要做很多的考慮:一方面是考慮Pack上蓋要足夠堅固,一方面要考慮熱防護材料。當整個設計成本和重量達到一定程度的時候,設計上的考量就是把泄壓閥往下做。


我們現在看到了幾個變種


麒麟設想1:電芯正立,采用NP1.0,泄壓結構在上,正負輸出在上。


麒麟設想2:電芯正立,采用NP2.0,泄壓結構在下,正負輸出在上,泄壓往下對著下殼體,足夠堅固。


麒麟設想3:倒立電芯,采用NP?,泄壓結構在下,正負輸出在下,下面的Busbar電連接和殼體進行綜合考慮。


圖3NP2的迭代


我的理解是:麒麟里面的多功能集成液冷板組件,重要的還是為了快充考慮既作為冷板在使用,又作為結構件在承擔機械力,同時還作為電芯膨脹力緩沖空間來使用。麒麟電池的不同版本,不管是電芯正放,倒放或者是正放但是泄壓口往下,整個下箱體也是成為了承載結構件,反正這東西怎么斷代都是寧德自己在區分,我們已經不清楚這里怎么搭配怎么借鑒。龍生九子,反正都是小麒麟!


圖4最低的目標就是這個NP1.0


至于大家很關心的復合集流體,估計2022年下半年到2023年,CATL搭配著高鎳的電芯產品也會逐步導入電芯體系,這個還是能減小電芯的內短路概率、減小快充引發的起火風險。


圖5CATL的復合集流體


小結:討論CATL的電池技術,確實是要花很多的功夫把所有的拼圖放在一起。而作為一個大公司,這么多團隊迭代開發不同的思路,外人理解起來確實很費勁。


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