CTP會是電池將來的潮流嗎?

實際上圍繞著去不去模組，背后是PACK權力的爭奪。

近日一則消息很有意思，源于特斯拉國產的影響，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，總漲幅高達1500元／噸，漲幅逾14％。

這個消息其實很緊要。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。而電解液對鋰離子電池的安全性、循環壽命、高低溫性能等方面有著緊要影響。通常，電解液是由溶劑、溶質、添加劑組成的，一般其質量比為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，有相當緊要的作用，所以漲價自然是理所應該。

不過，這就牽引出了整個新能源汽車產業鏈上一個緊要的問題，特斯拉國產對于國內新能源車企的影響，以及占到純電動車成本近35～40％的電池成本問題。電池材料成本這樣漲法，再加上補貼退坡，車企要怎么樣降本，就成為緊要的沉思方向。

誰的CTP？

到目前為止，電池包的加工一直遵循相同的基本程序。一家專門加工電池的公司，比如寧德時代、比亞迪、松下和LG化學，加工單獨的電池電芯，然后車企通過PACK把這些打包成電池包裝車。

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（CellToPack）方式來制造電池包，其中電池包部件與電池本身連為一體。

簡單來說，辦法是將單個電池并聯形成電池子模塊，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計了新的冷卻辦法，可以使用來冷卻的液體筆直經過電池包來降低電池包溫度，也可以將散熱片裝到電池包中降溫，或者用特殊的封裝材料來實現降溫。

而在國內，寧德時代CATL也率先在法蘭克福車展推出了CTP技術。當然，寧德時代并非國內第一個發布CTP技術的企業。早在7月9日，蜂巢能源就發布了該技術，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。

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，如今進化到了Model3，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使用，電芯技術革新、加工一致性的提高，也為去模組創造了條件。

盡管特斯拉和CATL關于整合PACK和CELL的加工存在差異，但整個想法和過程是類似的：把兩個完全獨立的加工流程（電芯CELL制造和PACK制造），結合成一個過程，萌生一個更加簡化、更加高效和低成本加工電池的辦法。

那么，取消模組能萌生怎么樣的效果？依據寧德時代的數據，CTP電池組體積利用率可以提高15％－20％，電池組零部件數量減少40％，加工效率提升50％，電池組能量密度提升10％－15％，可以達到200Wh／kg以上，電池的制造成本也大幅降低。

蜂巢給出的數據是，與傳統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％，零部件數量再減少22％。

這對于車企仿佛是個好事。但是，如果我們再深究一下的話，就會發現，實際上圍繞著去不去模組，背后是PACK權力的爭奪。

從利益角度來看，PACK要比模組要賺錢，而電池供應商惟有轉變為CTP整體處理方案，之后才有機會去做整個PACK。而新能源車企面臨電動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處理思路。但是，CTP是“真香”的處理之道嗎？

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、工藝優化、標準化、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；標準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，商用車磷酸鐵鋰離子電池就用過。盡管將PACK的加工過程與電芯CELL的制造過程集成在一起仿佛非常合理，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。

從電池加工的角度來看，電池模組是通過串并聯方式組合，加裝單體電池監控與管理裝置后，作為中間連接件，電池模組的結構還非得對電芯起到支撐、固定和保護作用。

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其不發生有損性能的形變，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，筆直由電芯組成電池組，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電池組就對電芯的產品一致性提出了更高要求。而且，依據業內技術人士的說法，采用CTP會導致電池將來開發的靈活性受限，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試驗，做一遍PACK試驗。

總的來看，電池組結構的優化只是輔助手段，通過結構的優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。

我們都了解，特斯拉雖然發布了專利申請，但并不意味著該專利將用于特斯拉的汽車加工線。特斯拉發布了大量的專利，但并不是所有的專利都實現了。不過，這個電池技術的試探，正在拷問整個行業的將來。北汽新能源搭載CTP電池組的EU5可不可以獲得市場上的成功，我們還不清楚。

固態電池的將來

CTP只是電動車技術方面的一個沖破方向。其實，另一個緊要方向，就是固態電池。如果固態電池能夠進入量產，CTP才有真正的將來。可以說，CTP還是一種“坐等變天”的技術。

在某些專業人士看來，將來真正實現CTP的，應當是固態電池。“固態電池沒有液態電解質，可以在內部進行串并聯，做到48伏、96伏甚至更高電壓都沒問題。”而CTP電池組省了一些內部結構組件，提高了電池組體積的利用率，間接地就提高了系統能量密度。

目前主流電動車普遍使用的都是三元鋰離子電池，但無論從化學結構是電池結構來說，三元鋰材料都非常容易發熱。如果不能把壓力及時傳導出去，電池就有爆炸的風險。蔚來因為模組的設計問題，導致電池自燃的幾輛車都是血淚的教訓。

而且，三元鋰離子電池在新國標里面是不做強制性針刺測試的。依據今年的《電動車用動力蓄電池安全要求》報批稿，動力電池強制執行＊＊＊一共有22項，包括電池單體探測（6項）和電池組或系統探測（16項）。但在單體＊＊＊里，被認為最嚴苛的針刺探測在新國標中被取消，只是5分鐘預警將成為標配。

這個問題對于固態電池來說，要好很多。但是，固態電池距離量產還有很長的距離，需要很多條件成熟，比如，正極材料LFP、NCM、富鋰等產業化；負極材料硅碳、金屬鋰產業化；固態電解質聚合物、硫化物、氧化物成熟；界面問題處理等等。

目前可以說固態電池的路線主要有兩種，一種是豐田的硫化物路線，還有一種是國內的氧化物路線。業內人士認為，“2020年前采用高鎳正極＋準固態電解質＋硅碳負極可以實現300Wh／Kg，2025年前采用富鋰正極＋全固態電解質＋硅碳／鋰金屬負極電池可以實現400Wh／Kg，2030年前采用燃料／鋰硫／空氣電池實現500Wh／Kg。”

如果真能實現固態電池的量產，將是給鋰離子電池范疇乃至汽車范疇帶來翻天覆地的改變。到底誰能勝出？目前我們還不好說，將來值得期望。

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