“我國動力電池單體能量密度接近300Wh/kg、系統(tǒng)能量密度超過200Wh/kg。”這是1月12日，工信部新聞發(fā)布會上，工信部裝備工業(yè)一司司長王衛(wèi)明公布的數(shù)據(jù)。

在結(jié)構(gòu)層面，刀片電池、C2P等創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模應用，CTC、MTC、JTM、短刀電池、積木電池、One-Stop Bettery等新工藝也浮出水面，展示出蓬勃的創(chuàng)新力。

目前，動力電池產(chǎn)品已經(jīng)呈現(xiàn)出材料創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的融合。在兩個維度創(chuàng)新技術(shù)的雙重推動下，我們看到，續(xù)航里程超過1000公里的電動汽車已經(jīng)出現(xiàn)，相信續(xù)航焦慮的破解指日可待。

刀片電池，短刀電池

2020年3月29日，比亞迪正式推出刀片電池。單體電池長960mm、寬90mm、高13.5mm，形如長條刀片。通過CTP的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，一個個刀片單體電池跳過模組直接集成為電池包。電池包安全性能大幅提升，體積利用率也提升50%以上。

2021年12月，蜂巢能源在電池日發(fā)布會上提出“全域短刀化”概念。

根據(jù)當前市場上主銷車型寬度，蜂巢能源發(fā)現(xiàn)，主流的A０-A級以及B級以上的平臺適用于長度在1150mm-1300mm的長電芯，這樣，600mm左右的尺寸或者2*600mm左右的尺寸幾乎可以滿足大部分車的需求。

JTM電池

2020年9月，國軒高科曾透露一項名為JTM（Jelly Roll to Module，卷芯到模組）的新的集成技術(shù)，即直接把卷芯放在模組里面，一次完成制作。

同年，國軒高科申報了一項名為“一種電池卷芯以及電池” 的發(fā)明專利。具體做法是將通過卷繞工藝制成的電芯放入鋁殼內(nèi)，進行串、并聯(lián)。電池鋁殼內(nèi)至少有兩個電池卷芯。

這種集成方法的好處是減少了外部連接件的存在，可以提高電池的體積比能量密度，而且各單卷芯能夠相互獨立，出現(xiàn)熱失控時不會相互蔓延，同時也避免了大容量單體電池熱失控時造成整體報廢的風險。

無極耳/全極耳大圓柱電池

圓柱電池一個明顯的趨勢是由小圓柱向大圓柱發(fā)展，直徑、長度都變大。

當年日本索尼公司為了節(jié)省成本，定下了一種標準性的鋰離子電池型號——18650，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示為圓柱形電池。早期使用的18650電池系統(tǒng)能量密度約250Wh／kg。

后來，雙方又聯(lián)合開發(fā)了直徑21mm、長度70mm的21700電池。相比18650電池，21700電池單體容量可以提高35％，電池系統(tǒng)能量密度提高20%至300Wh／kg左右。

但特斯拉CEO馬斯克還不滿足，他希望尋找到電池尺寸與成本的最佳匹配。2020年9月特斯拉電池日上，特斯拉帶來了4680電池。

特斯拉4680電池還采用了“無極耳”新技術(shù)，核心設計理念是將傳統(tǒng)電池的極耳結(jié)構(gòu)去掉，通過正負極集流體與蓋板／殼體直接連接。無極耳技術(shù)并不是取消極耳，而是讓電池的接觸面全部具備極耳功能，降低電阻，以規(guī)避電芯直徑過大產(chǎn)生的潛在安全風險。

2021年3年，比克電池發(fā)布4680全極耳大圓柱電池。電池安全是全極耳大圓柱電池設計需要解決的核心問題。比克電池46X0系列大圓柱電池覆蓋80mm至120mm，能量密度達到270Wh/kg，其中4680大圓柱電池預計2022年規(guī)模量產(chǎn)。比克已經(jīng)著手在鄭州工廠新建大圓柱電池生產(chǎn)線。

億緯鋰能在2021年已經(jīng)量產(chǎn)鐵鋰版的大圓柱電池，并且準備在2022年量產(chǎn)46系列的大圓柱電池。

積木電池

捷威動力提出了“積木電池”的概念，即通過不同電池厚度、長度、寬度尺寸的變化提高空間利用率，實現(xiàn)電芯在電池包內(nèi)以搭積木的形式排列。

捷威研發(fā)的積木電池電芯長度為300mm-750mm，電芯厚度為7mm-18mm，實現(xiàn)體積利用率提升8%-12%，同時成本下降10%-15%。

One-Stop Bettery

2021年9月，中創(chuàng)新航（前身中航鋰電）發(fā)布了面向TWh時代的全新設計技術(shù)產(chǎn)品——One-Stop Bettery。

One-Stop開發(fā)了超薄殼壁、多維殼體成型、多功能復合封裝、一體橋接電連接、高剪切外絕緣、原位無塵裝配集成等眾多技術(shù)，使結(jié)構(gòu)重量降低了40%,零部件數(shù)量減少了25%，生產(chǎn)效率提升了100%。

One-Stop Bettery技術(shù)的產(chǎn)品預計2022年6月面市。

CTP，CTC，MTC

傳統(tǒng)的電池包集成方式是由電芯組成模組，再由模組構(gòu)成電池包，最后將電池包安裝到車身地板上。CTP（Cell to Pack，電芯到電池包）結(jié)構(gòu)是將電芯集成到電池包，是無模組概念。目前新的CTC（Cell to Chassis，電芯到底盤）技術(shù)則是將電芯直接集成到車身上，可以視為CTP的進一步升級。

繼2019年首次推出應用于乘用車的第一代CTP電池集成技術(shù)之后，寧德時代2021年1月透露將于2025年前后正式推出高度集成化的CTC電池技術(shù)。

按照計劃，寧德時代將在2025年前后推出第四代高度集成化的CTC電池系統(tǒng)，2028年前后有望升級為第五代智能化的CTC電動底盤系統(tǒng)。

2021年10月，特斯拉在柏林超級工廠“Giga-Fest”活動上，展示了應用CTC技術(shù)的Structure Battery（結(jié)構(gòu)化電池）。

2021年3月，大眾集團在Power Day發(fā)布會上透露，企業(yè)在自研一種標準尺寸電芯，未來將會覆蓋集團旗下80%的車型，并且研發(fā)了CTC技術(shù)。

2021年6月，沃爾沃在Tech Moment發(fā)布會上，透露了下一代動力電池技術(shù)的CTC方案。

2021年8月，捷威動力與悠跑科技在天津簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將共同開發(fā)CTC電池系統(tǒng)。

此外，LG也公布了類似的CTC技術(shù)專利。它是將電池包的下箱體與車底盤進行了集成，電池包的上蓋與水冷板進行了集成，模組安裝于中間縱橫梁形成的隔間內(nèi)，通過螺栓與底盤固定起來。

CTC、MTC方案通過提高空間利用率、減重，從而達到提高續(xù)航里程的目標。但它也對制造工藝也提出了更高的要求。而且，因為電芯直接集成到底盤上，可維修性差，與換電也無緣。