结构创新百家争鸣，4680、麒麟电池、刀片电源各领风骚

2019年可以说是动力电池结构创新元年，各动力电池企业以及各大车企积极探索动力电池结构创新，推出各类去模组化、集成化的电池结构创新技术，并在新能源汽车市场逐步予以应用。

当前，电池包模块化、标准化程度不断加深，整个电池包的生产环节集中度继续提升为大势所趋，以宁德时代、比亚迪为代表的动力电池企业以及以特斯拉为代表的各大新能源汽车车企对动力电池结构的进一步革新引领着整个电池行业的发展。

图表3：动力电池结构创新案例汇总

数据来源：信达证券 OFweek产业研究中心整理

CTP（Cell To Pack，无模组动力电池包）是宁德时代主推的电池结构集成技术，其发展大体可以划分为3个阶段，分别为CTP1.0、CTP2.0和CTP3.0。

2022年6月23日，宁德时代首次公开发布麒麟电池（CTP3.0），开创结构创新之路。通过第三代CTP技术革新，麒麟电池成为全球集成度最高的电池，体积空间利用率最高可达72%，同时可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg，磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg，量产后整车续航可实现1000km以上。

此外，在安全性、电池寿命以及快充性能等方面也得到了进一步提升。由于推出时间较短，目前在市场上还未有实际应用，预计将于2023年量产，理想汽车旗下新能源车已确定搭载。

图表4：宁德时代三代CTP性能差异

数据来源：OFweek产业研究中心

2020年9月23日，特斯拉推出4680电池，是特斯拉继18650电池、21700电池之后推出的第三代电池，相较于21700电池，4680能量方面提高5倍、续航里程提高16%、动力方面提高6倍、成本方面降低14%；冷却方面，特斯拉采用蛇形冷却板贴附设计，而且内部散热鳍片自成回路，无需串联，整体来看散热能力优异。2022年1月特斯拉生产了100万块4680电池，意味着放量在即。

目前，特斯拉拥有CTC技术、4680电池以及一体式压铸三大前沿技术，在新能源汽车领域是一面旗帜，引领电池结构创新。

此外，比亚迪着重从安全和续航出发，2020年3月推出比亚迪刀片电池，其技术逻辑为将单体电池通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面，在成组时跳过模组和梁，减少了冗余零部件，形成类似蜂窝铝板的结构，从而大幅提升集成效率，空间利用率提升至60%，该技术在电池安全、强度、续航、耐低温、寿命、功率、成本以及快充性能等方面有着显著优势。

目前，比亚迪研发团队大力推进刀片电池的研发，计划推出第二代刀片电池，最快将于2022年推出，性能提升将主要体现在温控能力和能量密度提升方面，其中能量密度或可达180Wh/kg。

图表5：典型结构创新电池对比分析

数据来源：OFweek产业研究中心整理

目前大部分动力电池的技术创新以结构创新为主。比亚迪刀片电池，从本质来讲是磷酸铁锂电池的一种，通过对电芯外形、布局排列的重新设计以及生产工艺的改进使刀片电池容量大幅提升。

特斯拉4680大圆柱电池采用无极耳以及CTC技术，将电芯直接集成到底盘，为车辆减重10%，增加14%续航里程。

宁德时代发布的第三代CTP技术-麒麟电池本质仍属于三元锂/磷酸铁锂电池，CTP被称为无模组电池包，由于取消了包裹在电芯外的模组，电池包有了更多空间排列电芯，系统能量密度得以增加，从而提高电池的续航里程。

此外，诸如国轩高科JTM集成技术、广汽弹匣电池、中航锂电one-stop电池、长城汽车大禹电池、零跑CTC方案、上汽魔方及蜂巢能源叠片电池工艺都是着力在电池结构领域进行的创新。

除了结构创新之外，目前动力电池技术也有在材料上创新。除了全固态电池还需要若干年的努力才能实现商业化量产之外，从材料上看，高镍电池、无钴电池、无镍无钴电池等已经相继开始研发或发布。

结构创新与材料迭代持续构筑中国电池企业竞争力；第一轮电池供应链重组受益于软包式微、方型崛起，磷酸铁锂、高电压三元、CTP等加成下宁德时代快速突破欧洲市场，未来三年市占率有望不断创新高；第二轮重组中新的电池结构（如大圆柱、麒麟电池）及材料体系（超高镍、磷酸锰铁锂）将成为重要创新，提升中国电池企业获取全球车企订单的竞争力。