能量密度提升50%？！国内新能源凤毛麟角的CTP技术究竟是什么？

国内储能Pack行业的领军企业概览(2023)

在当今的能源转型大潮中，电池Pack扮演着关键角色，它由众多电池单体集成，为电动汽车、无人机等提供高效能电力支持。在中国，锂离子电池PACK市场由几家巨头主导，

欣旺达

、

宁德时代

和

国轩高科

脱颖而出。欣旺达凭借其在消费电子和电动汽车电池解决方案上的专长，为市场提供了多样化的服务;宁德时代则以智能制造和先进技术引领行业，持续推动产能扩张和电池系统创新;而国轩高科则聚焦于动力电池业务，致力于为不同市场提供定制化解决方案。

这些企业在全球范围内布局研发中心，合肥、上海、硅谷、克利夫兰、哥廷根、筑波、浦那和新加坡南洋理工大学等地设有八大研发中心，合肥和南京等地更是拥有十大电池生产基地。它们遍布德国、印度等地的海外基地，确保了产品的全球化供应。这些公司专注于新能源电池的研发、生产和销售，产品广泛应用于汽车、储能和通信领域，通过严格的国内外认证，展示了其在技术创新和安全性的扎实基础。亿纬锂能、蜂巢能源和远东电池等公司则在高安全电池系统和电化学储能解决方案上独领风骚，分别在新能源汽车和储能市场展现了卓越实力。

远东电池

作为全球储能领域的翘楚，凭借多元化的储能产品和超过100项专利技术，享有高新技术企业的美誉;

朗泰通科技

专注于电池研发，以其精湛的制造技艺在储能领域树立了行业标杆;

猛狮新能源

凭借30年的制造经验，投资建设锂电池基地，核心业务聚焦在储能领域，并在电动车市场稳步前行;

科大国创新能

提供智能电池管理和储能解决方案，助力绿色能源的普及;而

楚能新能源

则致力于电化学储能解决方案，并拓展到全场景应用，确保全面覆盖市场需求。

此外，

盛弘电气

作为能源互联网解决方案的提供商，包括储能业务在内，始终坚持以用户为中心，提供一站式的电能质量产品和服务;

领湃新能源

凭借15GWh的产能和专业团队，专注于新能源电池制造和表面工程;

首航新能源

则在全球范围内提供光伏和储能解决方案，覆盖从光伏逆变器到大型系统的广泛领域;

环宇源科技

专注于电池储能，提供从300W到5000W的储能电源，通过ISO认证，提供全方位服务;

多氟多新能源

则在锂电生产及新型动力电池材料领域独树一帜，焦作生产基地为其发展提供强大支撑。

这些企业不仅与知名汽车制造商深度合作，还拥有省级和国家级研究中心，通过国际管理体系认证，拥有专业的研发团队和先进的检测设备。它们在钠离子电池技术等领域取得了突破，致力于推动绿色能源的发展，巩固中国在全球新能源电池产业的领先地位。欲了解更多详细信息，不妨访问

www.dfdxny.com

，探索这些企业如何塑造未来的能源版图。

动力电池成本占整车成本的40%，甚至还要更多，降低动力电池成本一直是电池供应商和主机厂的重要任务之一。现有的电池Pack结构，通常由“电芯-模组-整包”的三级结构组成。若干个电芯组合在一起，被称为“模组”;若干个模组组合在一起，再加上BMS、配电模块等零部件，就成为“电池Pack”。为动力电池降本，主要手段之一就是减少“模组”的成本，但如今这种手段已经到了瓶颈期。

如何既能降低电池成本，又能提高能量密度，增加续航里程?

CTP技术或许是当下最好的选择!

CTP技术全称Cell To Pack，也叫无模组技术，现有两种不同的技术路线。一是彻底取消模组的方案，以比亚迪刀片电池为代表;二是小模组整合为大模组的方案，以宁德时代CTP技术为代表。此外，比亚迪刀片电池专攻磷酸铁锂电池，宁德时代则以高镍三元锂电池为主。找车网

■ 比亚迪CTP技术有什么特点?

比亚迪刀片电池，就是在此前方壳电池的基础上，将电芯做“长”，做“薄”，形状类似刀片。根据公开信息显示，比亚迪一共有5种不同的电芯规格，具体数据如下表所示。这种电芯其实高度同现在方壳电池相比没有变化，厚度相比软包电芯略厚，主要变化是长度，从435mm一直到2500mm都有。这里面，比亚迪具体是如何做的，根据目前的资料还不清楚。

这种电芯想要组成电池PACK，就要依赖CTP技术。这种技术一方面提升了电池PACK的包内空间利用率，增加了带电量;另一方面又减轻了PACK重量，提高了整包的能量密度。

根据比亚迪申请专利能看到，在电池包总体积一致的情况下，现有的电池PACK结构，多出了各模组的侧板、端板、紧固件、横梁、纵梁等组件，包内空间利用率大概在40%左右;而采用了CTP技术的比亚迪电池包，除去电池管理系统、配电箱等组件，包内空间利用率大概在62%左右。受到不同的电芯布局方式影响，包内空间利用率分别为55%、60%、62%、65%，如有需求甚至可以达到80%。即使是同一辆车，采用CTP技术的电池PACK后，带电量约增加20%-30%，续航里程也能提升20%-30%。

■ 宁德时代CTP技术有何不同?

宁德时代在去年法兰克福车展上，公布了自家CTP技术的部分信息，这种电池PACK由至少两个以上的大模组构成(如下图)，每一个模组之间通过固定件连接在电池托盘上，最终电池PACK通过安装梁固定在不同车型上。

根据宁德时代专利能够看到，一个大模组里面被若干个塑料材质的散热板分割成一个个小的空间，方壳电芯就像电脑硬盘一样，可以插进这些小空间。每个电芯的侧面还贴有导热硅胶垫片，且电芯宽度方向的散热板留有散热通道，可以直接于外部的冷却管路连接。根据相关数据显示，这样做能够减少约40%的零部件，这些零部件来自模组之间的连接线束、侧板、底板等。此外，在电池体积不变的情况下，采用CTP技术的电池Pack包内体积利用率也提升了15%-20%。

■ CTP技术有什么优点?

1、轻量化。CTP技术能够最大程度的减少电池Pack内部，各个模组之间的侧板、底板、连接线束、固定件、非必要的横梁，纵梁等零部件，对于电池的轻量化非常有帮助。

2、电池能量密度提升。这里面有两个维度，第一个是重量比能量密度，这种说法也是我们常见的;以宁德时代的CTP技术为例，重量比能量密度能达到200Wh/kg。第二个维度是体积比能量密度，以比亚迪的CTP技术为例，体积比能量密度相比过去能够提升50%，不同规格的电芯体积比能量密度分别为439Wh/L、448Wh/L、449 Wh/L、450 Wh/L。

作为对比，采用CTP技术的比亚迪磷酸铁锂电池Pack的重量比能量密度已经达到了180Wh/kg，堪比当下采用NCM811电芯的电池Pack了。

3、成本低。事实上，CTP技术落地的一个重要推动力就是降低动力电池成本的需求。以比亚迪为例，新产品的成本可以降低20%-30%。这里面包含电池Pack本身的成本的因素，也包含简化了生产组装工艺，导致不良率下降的因素。宁德时代虽然没有透露成本优势，但因为生产效率提升50%带来的积极影响，显然不可忽视。

■ 现阶段，对CTP技术的一些疑问?

1、电池碰撞安全。传统三级结构的电池Pack，因为有模组的存在，所以碰撞安全多了一层保护。采用CTP技术的电池Pack，除去Pack的边梁，电芯将直接承受碰撞的冲击。

从现有的资料来看，以宁德时代为例，Pack的框架是铝型材直接挤压成型，以增加强度;每个大模组内部的塑料壳体通过注塑成型，注塑时将散热板嵌入箱体模具内，实现一体成型。

2、电池热管理。由于新技术改变了电池Pack的结构，势必会对电池的热管理系统，甚至BMS系统提出全新的设计要求和策略，这是软件层面的考量。

从硬件层面来看，比亚迪为这种电池Pack设计了新的排气孔和排气通道。排气孔对着电芯两端的防爆阀，当火焰、烟雾或气体从防爆阀中排出，会通过排气孔进入排气通道，排出电池包外。现有的电池Pack则没有类似的排气通道设计，火焰、烟雾或气体很容易聚集在模组内，对电芯造成二次伤害。

比亚迪刀片电池的排气通道设计(103为防爆阀，221为排气孔，222为排气通道)

类似的设计，我在宁德时代的专利申请上也看到了，且针对三元锂电池更易发热的情况，采用宁德时代CTP技术的每一个电芯，内置在上下壳体中。壳体中间填充有导热胶，电芯侧壁和壳体之间还有压力或温度传感器。前者用来检测电芯的外形变化，后者用来检测温度变化，以排除故障电芯，提前预电芯测热失控现象。

3、售后维修便捷性和成本。这是知乎大V朱玉龙提出的一个疑问——因为电芯或采取某种方式(或许是粘)直接固定在电池Pack的托盘上，因此4S店在日后的维修中，一是对技术提出了更高的要求，二是某个电芯故障，或许需要更换整个电池组。

4、电池的一致性。目前有分析推测，采用CTP技术的电芯，其内部或许是几个更小的电芯以并串联的方式一个一个连接起来。无论该推测是否正确，这种新的技术对于电池的一致性确实提出了更高的要求。这里面也包含两方面的内容，一是电芯生产过程中的一致性，二是电池使用过程中的一致性。而电池的一致性，一直以来都是国内电池生产商难以很好解决的问题。

■ 还有谁家有CTP技术?

除了上文所述的宁德时代和比亚迪之外，长城汽车的蜂巢能源、国轩高科等电池企业也都在研发自己的CTP技术。

据蜂巢能源透露，他们的CTP技术既有无模组方案，也有大模组方案。相比蜂巢能源传统的590模组，CTP-G1减少24%零部件数量，每Wh电池成本降低0.1元;CTP-G2提升5%-10%重量成组效率，提升5%空间利用率，减少22%零部件数量，每Wh电池成本降低0.21元/Wh。只是目前还没有更多的技术信息透露出来。

另一方面，今年3月比亚迪将正式发布“超级磷酸铁锂电池”，届时关于比亚迪的CTP技术或许会有更多消息。北汽新能源则确定要在EU5上，率先搭载采用了宁德时代CTP技术的电池，我们也可以期待。按照主机厂动力电池的测试流程，预计今年Q1末，我们就会看到更多采用了CTP技术的电池公布技术亮点。

■ 邦点评

CTP技术能够显著提升电池能量密度，提高纯电动车的续航里程，这对消费者而言是一件好事。然而，回归文章标题的疑问——CTP技术能让我们的车更安全、更便宜吗?目前为止，仍需打个问号。安全方面，最基础也是最重要的电池一致性，国内电池企业同日韩电池企业还有较大差距;成本方面，由于电池供应商会掌握更大的话语权，新技术带来的电池成本的降低，是否能体现在车辆的指导价上还未曾可知。

当然，我们有理由相信，当CTP技术成为一种趋势后，我们现在的担忧将不再是问题。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

1、圆柱形电池

电动车的圆柱形电池在设计上基本和我们日常所见的5号电池一模一样，电动车行业的标杆特斯拉就是使用的这种电池外形，它的生产工艺非常成熟，性能也比较稳定。

圆柱型电池工艺成熟，PACK 成本较低，电池产品良率以及电池组的一致性较高。由于电池组散热面积大，其散热性能优于方型电池，但后期依然要面对成组后散热设计难度大、能量密度低等问题。

2、方形电池

方形电池也很是常见，电动摩托车上大部分也是用的这种电池，这种电池的一大特点就是重量轻，能量密度高，供电能力非常强劲。而在电动汽车上，它除了以上优点外，还有一大好处就是能够根据不同的车实现定制，且安全性非常不错。

但由于方形电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上型号太多，工艺很难统一;且生产自动化水平不高、单体差异性较大，在大规模应用中，存在系统寿命远低于单体寿命的问题。

3、软包电池

软包电池最常见的就是我们手机中的电池了，因为只有一层铝塑膜作为封装材料，所以这种电池的重量算是几种电池中最轻的一种了，而且能量密度也不低。

但是由于型号众多自动化程度低、生产效率低、成本高、高端铝塑膜严重依赖进口、一致性较差。