CTP0麒麟电池技术

要了解麒麟电池，首先需要明白CTP技术的含义。CTP，即Cell to Pack，是一种将电动车电池与底盘相融合的技术。其核心目的在于最大化地利用车身空间来装载更多电池，从而在未找到更高效电池材料的情况下，尽可能地提升续航能力。

目前，宁德时代推出的麒麟电池，作为其第三代CTP技术的成果，在体积利用率上取得了突破性的进展，高达72%，同时能量密度也达到了255Wh/kg。一旦装车使用，预计将使整车续航里程突破1000km。从当前各家公布的数据来看，麒麟电池无疑是市面上能量密度最高的量产电池包，预示着率先采用该技术的电动车品牌将有望率先突破1000km的续航大关。

与特斯拉的4680电池和比亚迪的CTB刀片电池相比，麒麟电池在多个方面都展现出了显著的优势。包括安全性、快充性能、循环寿命以及能量密度等。特别值得一提的是，其水冷板不仅具有隔热作用，还能实现无热扩散，确保了电池的安全性。同时，双面水冷的设计进一步提升了快充性能，而集成式的多功能弹性夹层则实现了支撑、冷却、隔热、缓冲功能的一体化，使得空间利用率大幅提高，从而提升了电池的比能量。此外，微米桥连接装置的引入，更是使得电芯在充放电过程中的轻微形变能够得到自由伸缩的适应，进一步优化了电池的性能。

麒麟电池的创新之处不仅体现在电池结构上，更在于其独特的水冷系统设计。该系统巧妙地置于电芯与电芯之间，紧贴电芯大面，将传统的顶部水冷系统移至电池侧面，从而实现了换热面积的显著扩大，高达4倍。这一设计还使得电芯的控温时间大幅缩短，仅为原来的一半。更为出色的是，宁德时代官方宣称，麒麟电池支持5分钟快速热启动，以及10分钟内快速充电至80%的惊人速度。

（2）麒麟电池采用双排背对背的侧立排布方式，使得更多电芯得以容纳，不仅提升了快充技术的效率，还显著增强了电池的安全性及体积利用率。

（3）独特的电芯倒置排放设计。

首先，麒麟电池采用了独特的电芯倒置设计，使得电池组在整体结构上呈现出倒立的状态。这种设计巧妙地将失控排气和底部球击空间合二为一，即电池排气和安全空间得到了一体化设计。这样的布局优化，使得电芯在整包空间内得到了额外的6%的空间，从而显著提升了电池组的空间利用率。

简而言之，麒麟电池并未改变电芯的内部结构和材料，而是通过优化电池系统结构来达到提升体积利用率的目的。这种高度集成化的电池系统结构，不仅提升了整包层面的能量密度，还带来了诸多技术挑战。

针对这些挑战，麒麟电池采用了高强铝型材结构件，通过挤压和焊接工艺确保结构的稳固性。同时，水冷板设计、水道流向优化、以及合理的制冷量分配等措施，都为电池提供了出色的冷却性能。此外，电池包内部的温度与外部环境有效隔离，确保了电气安全。

在专利方面，宁德时代的“箱体结构，电池及用电装置”专利揭示了麒麟电池包的详细结构。该专利的创新点包括方壳电芯的背对背侧立排布、冷却板的创新设计、以及立式冷却板打造的横向隔离空间等。这些创新使得麒麟电池在提升空间利用率和散热性能的同时，也确保了电池的安全性。
（3）下箱体巧妙地设计了定位/限位槽，不仅简化了冷却板的安装过程，还确保了电芯组的稳固固定。这种设计显著提升了电芯组安装的稳定性，有效防止了因相互碰撞而导致的损坏。然而，为了进一步强化结构并优化散热性能，仍需借助导热结构胶来确保整体强度。
麒麟电池专利图

（三）麒麟冷却板结构细节

从宁德时代的专利“水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置”中，我们可以深入探索麒麟冷却板的创新设计。该专利申请公布号：CN114497826A，揭示了其独特的水冷板结构，该结构包含内外两层冷却通道，类似于口琴管的设计。特别的是，这两层冷却通道中，一层设计为液冷通道，而另一层则为非液冷通道。非液冷通道的特性在于其不填充冷却液，这使得其通道壁能够灵活地朝内变形，从而有效吸收电池单体的膨胀，进而避免因电池单体挤压而导致的损坏。
麒麟冷却板专利图

（四）宁德CTP技术演进

从最初的第一代CTP到最新的第三代麒麟电池，电池包的体积利用率实现了从55%到72%的显著提升。CTP技术，即Cell to Pack无模组设计，通过一系列创新，使得电池能量密度得到大幅提升。在CTP0阶段，通过采用虚拟大模组和绑带替代侧板的设计，能量密度达到了180Wh/kg以上，这一技术方案在北汽EU5车型上得到了应用。进入CTP0阶段，Pack下箱体分区设计和NP技术（不热扩散技术）的融合，进一步提升了能量密度，超过了200Wh/kg，蔚来75度车型便是其典型代表。而到了CTP0阶段，通过水冷板侧置的创新设计，不仅强化了隔热功能，还大幅提升了系统的冷却能力，使得高倍率快速充电成为可能。此外，通过精简箱体结构，利用电芯夹板和电芯本体实现结构需求，使得能量密度进一步提升至250Wh/kg以上。

宁德三代CTP技术对比

（五）宁德CTP0与特斯拉CTC的差异
简要概述：麒麟电池代表了高度集成化的电池系统技术进步，而特斯拉的4680电池则侧重于改变电芯结构的技术创新。虽然两者都采用了在电芯间夹置水冷板的散热设计，但特斯拉的水冷板并不承担支撑作用。由于大圆柱电芯间的散热空间更为宽敞，且上方还增设了一层水冷板，因此特斯拉的CTC技术在散热效果上优于麒麟电池。此外，特斯拉的全极耳设计也极大地促进了快充技术的发展。然而，在空间利用率方面，麒麟电池则表现得更为出色。

特斯拉4680电池的水冷板设计

特斯拉的4680电池在结构设计上独具匠心，特别是在水冷板的运用上。这种电池采用了在电芯间夹置水冷板的散热方式，同时，特斯拉还巧妙地在电池上方增设了一层水冷板，从而大大提升了散热效果。这种创新设计使得特斯拉的CTC技术在散热性能上更胜一筹。此外，特斯拉的全极耳设计也为快充技术的进步贡献了一份力量。

（六）宁德麒麟电池与大圆柱ctc、比亚迪ctb的对比
特斯拉的4680电池在技术上实现了重大突破，特别是其“无极耳”技术的应用，使得电池性能相较于其他厂家的产品有了显著提升。这里需要澄清的是，4680电池并非完全去除了极耳，而是通过创新设计，将整个电芯表面都转化为了极耳，从而大幅提升了电池的能量密度和充电效率。这一技术进步使得特斯拉在电池技术领域保持了领先地位。

通过采用这一创新技术，特斯拉的4680电池在单体能量密度上实现了显著提升，达到了约300Wh/kg。然而，圆形电池在电池仓内的布局受到天然限制，通常只能利用到约60%的电池舱空间。因此，从整包能量密度的角度来看，特斯拉的4680电池在能量密度上反而不及宁德时代的麒麟电池。但若从电芯技术进步的角度来衡量，特斯拉的4680电池无疑更胜一筹。同样采用CTC技术，特斯拉的4680电池在技术创新方面相较于麒麟电池更为突出。

（七）宁德CTP0与比亚迪CTB的比较
比亚迪CTB设计了一个上层直冷板，并在电芯间省去了冷却设计，这使得其冷却效果稍逊于麒麟电池，尤其是在电池快充时的散热性能上。然而，比亚迪CTB通过保留提供强度和刚度的横向钢梁，其结构强度表现优于麒麟电池。但遗憾的是，这样的设计也导致了体积利用率的降低。

（八）麒麟电池与上汽魔方电池的对比

魔方电池，这一上汽与宁德时代的合作产品，在结构上与麒麟电池有着诸多相似之处，都采用了立式冷却设计。然而，魔方电池采用了双电芯躺式布局，而非麒麟的侧立布局。这种布局差异导致上下电芯间缺乏膨胀补偿片与绝热气凝胶的隔离层，从而无法实现真正的无热扩散控制。相比之下，麒麟电池在这一方面的表现更为出色。尽管魔方电池在垂直方向上更为轻薄，但其体积利用率却不及麒麟电池。

魔方电池内部结构图
综合来看，麒麟电池的卓越表现是毋庸置疑的。作为目前可量产的最大“油箱”，麒麟电池在产品性能上显然是佼佼者。其创新的水冷板设计，不仅替代了电池包的横纵梁，还叠加了双层冷却通道，从而实现了支撑、水冷、隔热和缓冲的四大功能。此外，电芯的双排背对背侧立排布方式，使得更多电芯得以容纳，进而在安全性、快充性能、循环寿命以及比能量方面都取得了显著提升。麒麟电池不仅代表了公司在方形电池技术路线上的新高度，更是通过结构创新，进一步推动了电池性能的提升。无论是铁锂+麒麟电池与刀片电池的竞争，还是高镍三元+麒麟电池与4680的竞争，都展现出了其强大的竞争力。展望未来，公司计划在2023年量产出符合无热扩散要求、续航里程可达1000km的麒麟电池，这将进一步巩固其市场领先地位。尽管麒麟电池在电芯技术上并未带来颠覆性的创新，但其稳定的技术表现和高效的良品率，无疑为其赢得了市场的广泛认可。相比之下，特斯拉的4680电池由于极耳激光焊技术的挑战，导致低良品率问题，使得其量产进程一再跳票，即便技术再好，产能跟不上也难以形成市场竞争力。对于消费者而言，麒麟电池的高续航能力意味着长途旅行时无需频繁充电，这将大大提升出行的便捷性。