三元锂电池

宁德时代作为电力电池行业的龙头企业，近年来一直在布局电池技术路线创新，从钠离子电池到麒麟电池再到凝聚态电池，相继推动量产落地。无论是技术引领还是量产落地，宁德时代都配得上行业龙头。

这一次，让我们探索“宁王”的技术创新发展历程，领略其从未知到已知的飞跃。

一、三元锂电池-押对技术，宁德崛起

宁德时代的主要优势是三元锂电池，麒麟电池就是其中之一。

2005年，宁德时代选择三元锂电池作为技术突破的方向。由于押对技术，宁德时代早年在弯道上超车，抛开老前辈比亚迪，成为中国动力电池的第一兄弟，并于2017年登顶全球动力电池老板。

三元锂电池一般指正极材料 NCM 或 NCA 电池，即镍钻锰或镍钻铝电池。这三种金属元素的作用如下：镍可以提高电池的体积能量密度，是提高里程的主要突破；钴可以提高稳定性，延长电池寿命，提高电池的充放电速度和效率；锰／铝是为了提高电池的安全和稳定性。

在实际应用中，三者的混合比可根据具体需要适当调整，使锂电池具有不同的特性。

目前，我国使用的三元锂电池主要是镍钴锰（ NCM ）电池。

三元锂电池具有能量密度高、体积小、低温环境充放电性能更稳定的优点。痛点是热稳定性偏差、循环寿命短、成本高，在极端高温环境下容易爆燃。

虽然这是三元锂电池的特点，但各电池厂的三元锂电池性能也分为高低。

与其他电池厂相比，宁德时代三元锂电池在保证优异性能的同时，质量更加突出，受到主机厂和终端用户的青睐。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟提供的数据，1-7月，宁德时代三元锂电池装机容量为36.19GWh，行业占61.82%，可以说是“孤独求败”。

不过前段时间大众ID闹得沸沸扬扬。.事故表明，即使是宁德时代的三元锂电池也经不起严重碰撞。

二、钠离子电池-创新技术产业化的里程碑式成果

2021年7月29日，宁德时代正式发布其第一代钠离子电池。与此同时，创新的锂钠混合电池组已经发布。宁德时代钠电池已应用于奇瑞新能源汽车，成为主流市场的高性价比选择。

钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理，主要通过嵌入和脱离正负极之间的钠离子来实现电荷转移，并有取代锂电池的潜力。

在正极材料方面，钠电池采用高克容量的普鲁士白材料，重新排放材料体相结构的电荷。在负极材料方面，宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料，具有克容量高、易于嵌入、循环良好的特点。

钠离子电池基于材料系统的一系列突破，具有高能密度、高倍率充电、优异性能热稳定性差，低温性能好，集成效率高。其电池单体能量密度高达160Wh/kg；常温充电15分钟，电量可达80%以上；在-20°在C低温环境下，放电保持率也在90%以上；系统集成效率可达80%以上；热稳定性远远超过国家强标准的安全要求。

此外，钠的成本足够低。锂是地壳中非常稀缺的资源。虽然海水中含有大量的锂元素，但提取步骤复杂，成本高。然而，钠不仅在海水中的含量更好，而且提取简单，与锂离子电池兼容互补。

既然钠离子电池有这么多优点，为什么商用还是制衡？主要原因如下:

1、与锂离子相比，钠离子体积大，对材料结构稳定性和动力学性能要求更严格；

2、循环寿命短，磷酸铁锂电池可达6000次左右，三元锂电池可达3000次左右，但钠离子电池只有1500次左右；

3、能量密度低：能量密度仅为160wh/kg，但磷酸铁锂电池的能量密度可达200wh/kg。简单来说，钠离子电池的续航里程远低于磷酸铁锂电池和三元锂电池。

目前钠电池给大家的印象是安全不自燃。真的是这样吗？根据一些博主从网上购买钠电池的测试，穿刺后的钠电池仍然会冒烟、着火甚至爆炸。

至于宁德时代钠电池的装载性能，还需要再次观察。

三、麒麟电池-无麒麟，不高端

2022年6月23日，宁德时代发布了CTP3.0麒麟电池，作为第三代CTP技术，麒麟电池以实力诠释了技术的实力。

《时代》周刊评为宁德时代麒麟电池2022年最佳发明。

宁德时代董事长曾玉群在回答宁德时代投资者提问时表示：“没有麒麟，没有高端。”。

技术创新，创造经典麒麟，进一步加强宁德时代的全球领先地位。

与前两代CTP技术相比，第三代麒麟电池完全取消了模块形态设计，通过优化冷却结构，进一步提高了电池的安全性、寿命、快速充电性能和能量密度。

与市场上的其他电池相比，麒麟电池的亮点主要包括：

1、支持5分钟快速热启动和10分钟快速充电，可实现4C快速充电率；

2、能量密度高，体积利用率高:系统能量密度为255Wh/kg，体积利用率达到72%；

3、续航里程长，支持1000公里的续航里程。

在结构方面，去除传统的横梁和纵梁结构，将隔热垫、水冷板和横梁整合成多功能弹性夹层板。它不仅节省了电池之间的结构空间，而且提高了体积利用率。

从热交换的本质出发，重构水冷系统。第一种电池大面冷却技术，将传统的水冷功能部件放置在电池底部，将换热面积扩大4倍，将电池的温度控制时间缩短到原来的一半。在极端情况下，电池可以快速冷却，有效地阻挡电池之间的异常热传导。

CTP 由于没有标准模块限制，电池组可广泛应用于不同型号。

但由于模块限制的取消，“一体化”、“大容量”也给麒麟电池带来了以下缺点：

1、集成电池组和底盘，导致无法换电；

2、一旦单个电池出现故障，将涉及更换整个电池组，而不仅仅是更换模块，维护成本将显著增加；

3、为了实现麒麟电池的快速充电属性，配备电池的新能源汽车需要专用充电桩，充电桩的普及率将带来新的问题。

然而，其缺点并不影响其高端定位。麒麟电池几乎是已批量生产的长寿命车型中的“天花板”级别。

吉利的高端品牌极氪已经配备了麒麟电池，理想、问世界等品牌也将陆续配备麒麟电池。理想的第一款纯电动汽车将配备宁德时代的4C麒麟电池，并提供800V超充电解决方案，充电10分钟，电池寿命400公里。此外，宁德时代和赛力斯还正式宣布麒麟电池将在AITO问世界系列中推出新车型，双方已签署5年的长期战略合作协议。

四、凝聚电池 ——王炸级别，刺破动力电池天花板

在今年4月的上海车展上，宁德时代发布了具有创新技术的凝聚态电池，官方声称其单体能量密度高达500Wh/kg，突破实现了电池的高比能和高安全性。

500Wh/kg的概念是什么？相当于松下2170圆柱电池的近两倍，刀片电池的近三倍。

工业和信息化部颁布的中国制造业 “到2025”指出 2030年，我国动力电池单体能量密度分别达到 400Wh/kg、500Wh/kg。由此可见，宁德时代发布的凝聚态电池单体能量密度已超过2025年，直达2030年。

目前，工业三元锂电池的能量密度约为250Wh/kg，磷酸铁锂电池的能量密度约为180wh/kg，与两者相比，凝聚态电池的能量密度实现了“成倍增加”，未来1000公里以上的续航能力可能成为常态。

根据官方数据，采用高动力仿生冷凝电解质，构建微米级自适应网络结构，调节链间相互作用力，提高电池动力学性能，提高锂离子运输效率，同时提高微观结构的稳定性。

凝聚电池还聚集了一系列创新技术，如高比能正极、新负极和隔离膜，这不是每个人想象和传播的半固态电池。创新配方、结构、制造技术等。

总的来说，凝聚态电池的出现属于王炸级。目前，民用电动载人飞机项目的合作开发正在实施航空级标准和测试，以满足航空级的安全和质量要求。根据新闻发布会，凝聚态电池的汽车级版本今年将具有大规模生产能力。

要说缺点，成本不应该低，更适合走高端路线。然而，这正好适合航空领域的高附加值行业。

五、新产品发布 ——高能来袭，蓄势待发

宁德时代表示，新产品发布会将于8月16日举行，并呼吁“快速”进入新世界。虽然没有透露具体的产品细节，但猜测与动力电池的快速充电技术密切相关。

电势有话要说

纵观中国新能源汽车产业，宁德时代无疑是一家非常优秀的企业。短期内，没有企业能够撼动宁德时代的领先地位。

钠离子电池正在奇瑞车型中使用，麒麟电池已经实现了大规模生产和装载，新的凝聚电池也在扩大以高安全性和轻量化为核心的应用场景。此外，宁德时代还在推广M3P、无钴电池、无稀有金属电池等电池技术布局。

在专利方面，宁德时代已申请3300多项电池相关专利，包括“电池单体、电池、电气设备和电池单体的制造方法”、”电池及电气设备”、其中，实用新型专利2100多项，发明专利1100多项，授权专利2700多项，包括“圆柱形电池单体、电池和电气设备”。

在新时代的背景下，宁德时代能再创辉煌吗？曾玉群的新能源帝国能否进一步拓展领土，为电池行业建设技术壁垒。

让我们拭目以待，共同见证。