CTP会成为未来电动汽车动力电池的发展趋势吗

（文章来源：每日汽车）

随着5G时代来临，对电池四大材料之一的电解液提出了更高的要求。而电解液对锂电池的安全性、循环寿命、高低温性能等方面有着重要影响。通常，电解液是由溶剂、溶质、添加剂组成的，一般其质量比为80：15：5。超纯级碳酸二甲酯DMC的纯度比电池级DMC的纯度还要高，对电池能量密度的提高和使用寿命的延长，有相当重要的作用，所以涨价自然是理所应当。

不过，这就牵引出了整个新能源汽车产业链上一个重要的问题，特斯拉国产对于国内新能源车企的影响，以及占到纯电动汽车成本近35~40%的电池成本问题。电池材料成本这样涨法，再加上补贴退坡，车企如何降本，就成为重要的思考方向。到目前为止，电池组的生产一直遵循相同的基本程序。一家专门生产电池的公司，比如宁德时代、比亚迪、松下和LG化学，生产单独的电池电芯，然后车企通过PACK把这些打包成电池组装车。

那么，有人脑洞开得比较大，就问为什么不整合这两个独立的过程呢？简单来说，方法是将单个电池并联形成电池子模块，然后再将这些子模块组装成车辆所需要的动力电池模块。而且，特斯拉还为这个组装专利设计了新的冷却方法，可以使用来冷却的液体直接经过电池组来降低电池组温度，也可以将散热片装到电池组中降温，或者用特殊的封装材料来实现降温。

那么，取消模组能产生怎样的效果？根据宁德时代的数据，CTP电池包体积利用率可以提高15%-20%，电池包零部件数量减少40%，生产效率提升50%，电池包能量密度提升10%-15%，可以达到200Wh/kg以上，电池的制造成本也大幅降低。蜂巢给出的数据是，与传统590模组相比，CTP第一代减少24%的零部件，第二代成组效率提升5-10%，空间利用率提升5%，零部件数量再减少22%。

这对于车企似乎是个好事。但是，如果我们再深究一下的话，就会发现，实际上围绕着去不去模组，背后是PACK权力的争夺。从利益角度来看，PACK要比模组要赚钱，而电池供应商只有转变为CTP整体解决方案，之后才有机会去做整个PACK。而新能源车企面临电动汽车的成本压力和能量密度压力，CTP方案正好为降本增效提供了一个解决思路。但是，CTP是“真香”的解决之道吗？

在动力电池降低成本的过程中，方式也并不局限在电芯集成形式，还包括材料选用、工艺优化、标准化、大模组等。早期A123采用过扎带；LEAF采用过软包集成小模块，集成大模块再集成PACK；标准VDA355mm长度的模组是国外率先推出的，大众推出了MEB590mm长度的模组；特斯拉更是搞出近2米长的超大模组。

而省略模组的做法之前不是没有，商用车磷酸铁锂电池就用过。尽管将PACK的生产过程与电芯CELL的制造过程集成在一起似乎非常合理，毕竟，降低整个PACK成本的可能性是存在的。但是，这样做不是没有隐患的。从电池生产的角度来看，电池模组是通过串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后，作为中间连接件，电池模组的结构还必须对电芯起到支撑、固定和保护作用。

此外，模组还要具备以下功能：满足完好固定电芯位置并保护其不发生有损性能的形变，满足载流性能要求，满足对电芯温度的控制，遇到严重异常时及时断电，避免热失控的传播等等。而取消电池模组，直接由电芯组成电池包，显而易见的是电池的可靠性就会降低，增加了电池安全的管理难度。

所以，CTP电池包就对电芯的产品一致性提出了更高要求。而且，根据业内技术人士的说法，采用CTP会导致电池未来开发的灵活性受限，因为一旦定型之后，PACK就不能有大的改动。改动必然带来成本增加，配一款新车就要重新做一遍模组实验，做一遍PACK实验。总的来看，电池包结构的优化只是辅助手段，通过结构的优化来提升能量密度的空间是有限的。核心还是在于提高电芯的能量密度。

我们都知道，特斯拉虽然发布了专利申请，但并不意味着该专利将用于特斯拉的汽车生产线。特斯拉发布了大量的专利，但并不是所有的专利都实现了。不过，这个电池技术的试探，正在拷问整个行业的未来。北汽新能源搭载CTP电池包的EU5能不能获得市场上的成功，我们还不清楚。

CTP只是电动车技术方面的一个突破方向。其实，另一个重要方向，就是固态电池。如果固态电池能够进入量产，CTP才有真正的未来。可以说，CTP还是一种“坐等变天”的技术。在某些专业人士看来，未来真正实现CTP的，应该是固态电池。“固态电池没有液态电解质，可以在内部进行串并联，做到48伏、96伏甚至更高电压都没问题。”而CTP电池包省了一些内部结构组件，提高了电池包体积的利用率，间接地就提高了系统能量密度。

目前可以说固态电池的路线主要有两种，一种是丰田的硫化物路线，还有一种是国内的氧化物路线。业内人士认为，“2020 年前采用高镍正极＋准固态电解质＋硅碳负极可以实现 300 Wh／Kg，2025 年前采用富锂正极＋全固态电解质＋硅碳／锂金属负极电池可以实现400 Wh／Kg，2030 年前采用燃料／锂硫／空气电池实现 500 Wh／Kg。”

如果真能实现固态电池的量产，将是给锂电池领域乃至汽车领域带来翻天覆地的改变。究竟谁能胜出？目前我们还不好说，未来值得期待。
     （责任编辑：fqj）