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實際上圍繞著去不去模組，背后是PACK權(quán)力的爭奪。
（來源：微信公眾號“汽車公社” ID：iAUTO2010 作者：王小西）
近日一則消息很有意思，源于特斯拉國產(chǎn)的影響，電池級碳酸二甲酯和超純級碳酸二甲酯的報價，從10月31日開始的5個工作日3次上調(diào)，總漲幅高達(dá)1500元/噸，漲幅逾14%。
這個消息其實很重要。為什么這么說？隨著5G時代來臨，對電池四大材料之一的電解液提出了更高的要求。而電解液對鋰電池的安全性、循環(huán)壽命、高低溫性能等方面有著重要影響。通常，電解液是由溶劑、溶質(zhì)、添加劑組成的，一般其質(zhì)量比為80：15：5。
超純級碳酸二甲酯DMC的純度比電池級DMC的純度還要高，對電池能量密度的提高和使用壽命的延長，有相當(dāng)重要的作用，所以漲價自然是理所應(yīng)當(dāng)。
不過，這就牽引出了整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上一個重要的問題，特斯拉國產(chǎn)對于國內(nèi)新能源車企的影響，以及占到純電動汽車成本近35~40%的電池成本問題。電池材料成本這樣漲法，再加上補(bǔ)貼退坡，車企如何降本，就成為重要的思考方向。
誰的CTP？
到目前為止，電池組的生產(chǎn)一直遵循相同的基本程序。一家專門生產(chǎn)電池的公司，比如寧德時代、比亞迪、松下和LG化學(xué)，生產(chǎn)單獨的電池電芯，然后車企通過PACK把這些打包成電池組裝車。
那么，有人腦洞開得比較大，就問為什么不整合這兩個獨立的過程呢？
記者在《松下因電池虧損利潤降12%，特斯拉卻還想降本20%》中，提過特斯拉正在申請一項專利，該申請概述了通過一種類似的CTP（Cell To Pack）方式來制造電池組，其中電池組部件與電池本身連為一體。
簡單來說，方法是將單個電池并聯(lián)形成電池子模塊，然后再將這些子模塊組裝成車輛所需要的動力電池模塊。而且，特斯拉還為這個組裝專利設(shè)計了新的冷卻方法，可以使用來冷卻的液體直接經(jīng)過電池組來降低電池組溫度，也可以將散熱片裝到電池組中降溫，或者用特殊的封裝材料來實現(xiàn)降溫。
而在國內(nèi)，寧德時代CATL也率先在法蘭克福車展推出了CTP技術(shù)。當(dāng)然，寧德時代并非國內(nèi)第一個發(fā)布CTP技術(shù)的企業(yè)。早在7月9日，蜂巢能源就發(fā)布了該技術(shù)，并且也在法蘭克福車展上做了展示。此外還有比亞迪也在研發(fā)。
模組的作用在于電芯的功能集成管理。最初特斯拉采用10多個模組，如今進(jìn)化到了Model 3，僅用了4個大尺寸模組，這樣大大減少了冗余部件。此外，大容量方形鋁殼電芯的應(yīng)用，電芯技術(shù)革新、生產(chǎn)一致性的提高，也為去模組創(chuàng)造了條件。
盡管特斯拉和CATL關(guān)于整合PACK和CELL的生產(chǎn)存在差異,但整個想法和過程是類似的：把兩個完全獨立的生產(chǎn)流程（電芯CELL制造和PACK制造）,結(jié)合成一個過程，產(chǎn)生一個更加簡化、更加高效和低成本生產(chǎn)電池的方法。
那么，取消模組能產(chǎn)生怎樣的效果？根據(jù)寧德時代的數(shù)據(jù)，CTP電池包體積利用率可以提高15%-20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%，電池包能量密度提升10%-15%，可以達(dá)到200Wh/kg以上，電池的制造成本也大幅降低。
蜂巢給出的數(shù)據(jù)是，與傳統(tǒng)590模組相比，CTP第一代減少24%的零部件，第二代成組效率提升5-10%，空間利用率提升5%，零部件數(shù)量再減少22%。
這對于車企似乎是個好事。但是，如果我們再深究一下的話，就會發(fā)現(xiàn)，實際上圍繞著去不去模組，背后是PACK權(quán)力的爭奪。
從利益角度來看，PACK要比模組要賺錢，而電池供應(yīng)商只有轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP整體解決方案，之后才有機(jī)會去做整個PACK。而新能源車企面臨電動汽車的成本壓力和能量密度壓力，CTP方案正好為降本增效提供了一個解決思路。但是，CTP是“真香”的解決之道嗎？
省去模組的隱患
在動力電池降低成本的過程中，方式也并不局限在電芯集成形式，還包括材料選用、工藝優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、大模組等。早期A123采用過扎帶；LEAF采用過軟包集成小模塊，集成大模塊再集成PACK；標(biāo)準(zhǔn)VDA355mm長度的模組是國外率先推出的，大眾推出了MEB590mm長度的模組；特斯拉更是搞出近2米長的超大模組。
而省略模組的做法之前不是沒有，商用車磷酸鐵鋰電池就用過。盡管將PACK的生產(chǎn)過程與電芯CELL的制造過程集成在一起似乎非常合理，畢竟，降低整個PACK成本的可能性是存在的。但是，這樣做不是沒有隱患的。
從電池生產(chǎn)的角度來看，電池模組是通過串并聯(lián)方式組合，加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后，作為中間連接件，電池模組的結(jié)構(gòu)還必須對電芯起到支撐、固定和保護(hù)作用。
此外，模組還要具備以下功能：滿足完好固定電芯位置并保護(hù)其不發(fā)生有損性能的形變，滿足載流性能要求，滿足對電芯溫度的控制，遇到嚴(yán)重異常時及時斷電，避免熱失控的傳播等等。而取消電池模組，直接由電芯組成電池包，顯而易見的是電池的可靠性就會降低，增加了電池安全的管理難度。
所以，CTP電池包就對電芯的產(chǎn)品一致性提出了更高要求。而且，根據(jù)業(yè)內(nèi)技術(shù)人士的說法，采用CTP會導(dǎo)致電池未來開發(fā)的靈活性受限，因為一旦定型之后，PACK就不能有大的改動。改動必然帶來成本增加，配一款新車就要重新做一遍模組實驗，做一遍PACK實驗。
總的來看，電池包結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只是輔助手段，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來提升能量密度的空間是有限的。核心還是在于提高電芯的能量密度。北汽新能源搭載CTP電池包的EU5能不能獲得市場上的成功，我們還不清楚。
我們都知道，特斯拉雖然發(fā)布了專利申請，但并不意味著該專利將用于特斯拉的汽車生產(chǎn)線。特斯拉發(fā)布了大量的專利，但并不是所有的專利都實現(xiàn)了。不過，CTP技術(shù)的試探，確實正在拷問整個行業(yè)的未來。
固態(tài)電池的未來
CTP只是電動車技術(shù)方面的一個突破方向。其實，另一個重要方向，就是固態(tài)電池。如果固態(tài)電池能夠進(jìn)入量產(chǎn)，CTP才有真正的未來。可以說，CTP還是一種“坐等變天”的技術(shù)。
在某些專業(yè)人士看來，未來真正實現(xiàn)CTP的，應(yīng)該是固態(tài)電池。“固態(tài)電池沒有液態(tài)電解質(zhì)，可以在內(nèi)部進(jìn)行串并聯(lián)，做到48伏、96伏甚至更高電壓都沒問題。”而CTP電池包省了一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件，提高了電池包體積的利用率，間接地就提高了系統(tǒng)能量密度。
目前主流電動車普遍使用的都是三元鋰電池，但無論從化學(xué)結(jié)構(gòu)是電池結(jié)構(gòu)來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。如果不能把壓力及時傳導(dǎo)出去，電池就有爆炸的風(fēng)險。蔚來自燃的幾輛車，雖然是因為模組的設(shè)計問題，但最終傳導(dǎo)到了電池導(dǎo)致事故，這都是血淚的教訓(xùn)。
而且，三元鋰電池在新國標(biāo)里面是不做強(qiáng)制性針刺檢測的。根據(jù)今年的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》報批稿，動力電池強(qiáng)制執(zhí)行測試項目一共有22項，包括電池單體測試（6項）和電池包或系統(tǒng)測試（16項）。但在單體測試項目里，被認(rèn)為最嚴(yán)苛的針刺測試在新國標(biāo)中被取消，只是5分鐘預(yù)警將成為標(biāo)配。
這個問題對于固態(tài)電池來說，要好很多。但是，固態(tài)電池距離量產(chǎn)還有很長的距離，需要很多條件成熟，比如，正極材料LFP、NCM、富鋰等產(chǎn)業(yè)化；負(fù)極材料硅碳、金屬鋰產(chǎn)業(yè)化；固態(tài)電解質(zhì)聚合物、硫化物、氧化物成熟；界面問題解決等等。
目前可以說固態(tài)電池的路線主要有兩種，一種是豐田的硫化物路線，還有一種是國內(nèi)的氧化物路線。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“2020年前采用高鎳正極＋準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳負(fù)極可以實現(xiàn) 300 Wh／Kg，2025 年前采用富鋰正極＋全固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳／鋰金屬負(fù)極電池可以實現(xiàn)400 Wh／Kg，2030年前采用燃料／鋰硫／空氣電池實現(xiàn) 500 Wh／Kg。”
如果真能實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，將會給鋰電池領(lǐng)域乃至汽車領(lǐng)域帶來翻天覆地的改變。究竟誰能勝出？目前我們還不好說，未來值得期待。
（來源：微信公眾號“汽車公社” ID：iAUTO2010 作者：王小西）
近日一則消息很有意思，源于特斯拉國產(chǎn)的影響，電池級碳酸二甲酯和超純級碳酸二甲酯的報價，從10月31日開始的5個工作日3次上調(diào)，總漲幅高達(dá)1500元/噸，漲幅逾14%。
這個消息其實很重要。為什么這么說？隨著5G時代來臨，對電池四大材料之一的電解液提出了更高的要求。而電解液對鋰電池的安全性、循環(huán)壽命、高低溫性能等方面有著重要影響。通常，電解液是由溶劑、溶質(zhì)、添加劑組成的，一般其質(zhì)量比為80：15：5。
超純級碳酸二甲酯DMC的純度比電池級DMC的純度還要高，對電池能量密度的提高和使用壽命的延長，有相當(dāng)重要的作用，所以漲價自然是理所應(yīng)當(dāng)。
不過，這就牽引出了整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上一個重要的問題，特斯拉國產(chǎn)對于國內(nèi)新能源車企的影響，以及占到純電動汽車成本近35~40%的電池成本問題。電池材料成本這樣漲法，再加上補(bǔ)貼退坡，車企如何降本，就成為重要的思考方向。
誰的CTP？
到目前為止，電池組的生產(chǎn)一直遵循相同的基本程序。一家專門生產(chǎn)電池的公司，比如寧德時代、比亞迪、松下和LG化學(xué)，生產(chǎn)單獨的電池電芯，然后車企通過PACK把這些打包成電池組裝車。
那么，有人腦洞開得比較大，就問為什么不整合這兩個獨立的過程呢？
記者在《松下因電池虧損利潤降12%，特斯拉卻還想降本20%》中，提過特斯拉正在申請一項專利，該申請概述了通過一種類似的CTP（Cell To Pack）方式來制造電池組，其中電池組部件與電池本身連為一體。
簡單來說，方法是將單個電池并聯(lián)形成電池子模塊，然后再將這些子模塊組裝成車輛所需要的動力電池模塊。而且，特斯拉還為這個組裝專利設(shè)計了新的冷卻方法，可以使用來冷卻的液體直接經(jīng)過電池組來降低電池組溫度，也可以將散熱片裝到電池組中降溫，或者用特殊的封裝材料來實現(xiàn)降溫。
而在國內(nèi)，寧德時代CATL也率先在法蘭克福車展推出了CTP技術(shù)。當(dāng)然，寧德時代并非國內(nèi)第一個發(fā)布CTP技術(shù)的企業(yè)。早在7月9日，蜂巢能源就發(fā)布了該技術(shù)，并且也在法蘭克福車展上做了展示。此外還有比亞迪也在研發(fā)。
模組的作用在于電芯的功能集成管理。最初特斯拉采用10多個模組，如今進(jìn)化到了Model 3，僅用了4個大尺寸模組，這樣大大減少了冗余部件。此外，大容量方形鋁殼電芯的應(yīng)用，電芯技術(shù)革新、生產(chǎn)一致性的提高，也為去模組創(chuàng)造了條件。
盡管特斯拉和CATL關(guān)于整合PACK和CELL的生產(chǎn)存在差異,但整個想法和過程是類似的：把兩個完全獨立的生產(chǎn)流程（電芯CELL制造和PACK制造）,結(jié)合成一個過程，產(chǎn)生一個更加簡化、更加高效和低成本生產(chǎn)電池的方法。
那么，取消模組能產(chǎn)生怎樣的效果？根據(jù)寧德時代的數(shù)據(jù)，CTP電池包體積利用率可以提高15%-20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%，電池包能量密度提升10%-15%，可以達(dá)到200Wh/kg以上，電池的制造成本也大幅降低。
蜂巢給出的數(shù)據(jù)是，與傳統(tǒng)590模組相比，CTP第一代減少24%的零部件，第二代成組效率提升5-10%，空間利用率提升5%，零部件數(shù)量再減少22%。
這對于車企似乎是個好事。但是，如果我們再深究一下的話，就會發(fā)現(xiàn)，實際上圍繞著去不去模組，背后是PACK權(quán)力的爭奪。
從利益角度來看，PACK要比模組要賺錢，而電池供應(yīng)商只有轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP整體解決方案，之后才有機(jī)會去做整個PACK。而新能源車企面臨電動汽車的成本壓力和能量密度壓力，CTP方案正好為降本增效提供了一個解決思路。但是，CTP是“真香”的解決之道嗎？
省去模組的隱患
在動力電池降低成本的過程中，方式也并不局限在電芯集成形式，還包括材料選用、工藝優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、大模組等。早期A123采用過扎帶；LEAF采用過軟包集成小模塊，集成大模塊再集成PACK；標(biāo)準(zhǔn)VDA355mm長度的模組是國外率先推出的，大眾推出了MEB590mm長度的模組；特斯拉更是搞出近2米長的超大模組。
而省略模組的做法之前不是沒有，商用車磷酸鐵鋰電池就用過。盡管將PACK的生產(chǎn)過程與電芯CELL的制造過程集成在一起似乎非常合理，畢竟，降低整個PACK成本的可能性是存在的。但是，這樣做不是沒有隱患的。
從電池生產(chǎn)的角度來看，電池模組是通過串并聯(lián)方式組合，加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后，作為中間連接件，電池模組的結(jié)構(gòu)還必須對電芯起到支撐、固定和保護(hù)作用。
此外，模組還要具備以下功能：滿足完好固定電芯位置并保護(hù)其不發(fā)生有損性能的形變，滿足載流性能要求，滿足對電芯溫度的控制，遇到嚴(yán)重異常時及時斷電，避免熱失控的傳播等等。而取消電池模組，直接由電芯組成電池包，顯而易見的是電池的可靠性就會降低，增加了電池安全的管理難度。
所以，CTP電池包就對電芯的產(chǎn)品一致性提出了更高要求。而且，根據(jù)業(yè)內(nèi)技術(shù)人士的說法，采用CTP會導(dǎo)致電池未來開發(fā)的靈活性受限，因為一旦定型之后，PACK就不能有大的改動。改動必然帶來成本增加，配一款新車就要重新做一遍模組實驗，做一遍PACK實驗。
總的來看，電池包結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只是輔助手段，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來提升能量密度的空間是有限的。核心還是在于提高電芯的能量密度。北汽新能源搭載CTP電池包的EU5能不能獲得市場上的成功，我們還不清楚。
我們都知道，特斯拉雖然發(fā)布了專利申請，但并不意味著該專利將用于特斯拉的汽車生產(chǎn)線。特斯拉發(fā)布了大量的專利，但并不是所有的專利都實現(xiàn)了。不過，CTP技術(shù)的試探，確實正在拷問整個行業(yè)的未來。
固態(tài)電池的未來
CTP只是電動車技術(shù)方面的一個突破方向。其實，另一個重要方向，就是固態(tài)電池。如果固態(tài)電池能夠進(jìn)入量產(chǎn)，CTP才有真正的未來。可以說，CTP還是一種“坐等變天”的技術(shù)。
在某些專業(yè)人士看來，未來真正實現(xiàn)CTP的，應(yīng)該是固態(tài)電池。“固態(tài)電池沒有液態(tài)電解質(zhì)，可以在內(nèi)部進(jìn)行串并聯(lián)，做到48伏、96伏甚至更高電壓都沒問題。”而CTP電池包省了一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件，提高了電池包體積的利用率，間接地就提高了系統(tǒng)能量密度。
目前主流電動車普遍使用的都是三元鋰電池，但無論從化學(xué)結(jié)構(gòu)是電池結(jié)構(gòu)來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。如果不能把壓力及時傳導(dǎo)出去，電池就有爆炸的風(fēng)險。蔚來自燃的幾輛車，雖然是因為模組的設(shè)計問題，但最終傳導(dǎo)到了電池導(dǎo)致事故，這都是血淚的教訓(xùn)。
而且，三元鋰電池在新國標(biāo)里面是不做強(qiáng)制性針刺檢測的。根據(jù)今年的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》報批稿，動力電池強(qiáng)制執(zhí)行測試項目一共有22項，包括電池單體測試（6項）和電池包或系統(tǒng)測試（16項）。但在單體測試項目里，被認(rèn)為最嚴(yán)苛的針刺測試在新國標(biāo)中被取消，只是5分鐘預(yù)警將成為標(biāo)配。
這個問題對于固態(tài)電池來說，要好很多。但是，固態(tài)電池距離量產(chǎn)還有很長的距離，需要很多條件成熟，比如，正極材料LFP、NCM、富鋰等產(chǎn)業(yè)化；負(fù)極材料硅碳、金屬鋰產(chǎn)業(yè)化；固態(tài)電解質(zhì)聚合物、硫化物、氧化物成熟；界面問題解決等等。
目前可以說固態(tài)電池的路線主要有兩種，一種是豐田的硫化物路線，還有一種是國內(nèi)的氧化物路線。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“2020年前采用高鎳正極＋準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳負(fù)極可以實現(xiàn) 300 Wh／Kg，2025 年前采用富鋰正極＋全固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳／鋰金屬負(fù)極電池可以實現(xiàn)400 Wh／Kg，2030年前采用燃料／鋰硫／空氣電池實現(xiàn) 500 Wh／Kg。”
如果真能實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，將會給鋰電池領(lǐng)域乃至汽車領(lǐng)域帶來翻天覆地的改變。究竟誰能勝出？目前我們還不好說，未來值得期待。
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