从刀片电芯到590模组动力电池产品演化解读

自从新能源汽车面世以来，电池包涵盖的电池模组设计就几经周折。

从国内发展历程来看，最初受产业补贴政策刺激，一大批新能源电动车是由燃油车的车型改造而来，其底盘装载的电池空间各不相同。

这导致对应需求的电池模组尺寸各不相同。由于电池模组由单体电池组成，因此单体电池尺寸更加多彩多样。

太多的单体电池尺寸，随着市场的残酷洗礼和技术不断的演进，逐渐在缩减，走向更标准的道路。

单体电池尺寸太多的弊端很明显，一方面电池的制造工艺要很多，不能进行更长久的技术积累。另一方面对上下游而言，将导致大量的市场冗余，不利于新能源汽车持续做大做强。

关于单体电池太多的问题，后来随着德国汽车工业协会推出电池VDA标准尺寸，大众研发推出VDA标准355模组，而逐渐露出解决的希望。

同时在电池巨头LG和宁德时代（CATL）的推动下，标准355模组就像浪潮一样，席卷而下，在国内新能源乘用车的市场上不断生根发芽。

截止目前，标准355模组已成为主流担当。

355模组发展壮大的过程中，一方面挤占了其他电池模组市场，缩减了对应的单体电池尺寸，另一方面也出现一些市场热捧的其他电池模组，如390模组和590模组。

关于390模组，有业内人士告知，主要是有些车企根据自身情况和对应电池企业合作，认为390模组尺寸大，做成电池包，在其车型上空间利用率更高，成组效率高，系统能量密度更大。

590模组的发展是同样原因。不过由于590模组是大众基于纯电动汽车MEB平台开发推出的，在市场号召力方面更强烈一些。

图1（355与590模组）

不过590标准模组的长度是590mm。其所用的软包单体电池尺寸，长度一般至少在550mm，宽度100mm，高度10mm左右。

这种电芯尺寸相对较大，需要的制造工艺，锂电设备的精细化，智能化水平高，制造难度显然大很多。

伴随着电池标准模组呈现越来越大趋势的同时，宁德时代的CTP技术和比亚迪的“刀片电池”正如火如荼。这还被中科院院士欧阳明高认为，是2019年电池系统创新的代表，对于增续航里程，提升安全性、降低成本具有里程碑意义。

其中宁德时代的CTP技术，大致是电芯可直接集成到电池包。

由于省去了电池模组组装环节，较传统电池包，CTP电池包系统能量密度提升10%-15%，体积利用率提高了15%-20%，电池包零部件数量减少40%，生产效率提升了50%，将大幅降低动力电池的制造成本。

图2宁德时代的CTP及相似电池包

比亚迪的“刀片电池”技术则是一种通过增大电芯的长度（最大长度与电池包宽度相当），将电芯扁长化设计，来进一步改进电池包集成效率的技术。

它不是某一个特定尺寸的电芯，而是基于不同需求可形成不同尺寸的一系列电芯。

图3比亚迪的“刀片电池”专利

这两项技术不需要改变现有材料体系，但能大幅提升电池系统能量密度，降低制造成本，解决现有的电动汽车电量不足，续航里程焦虑问题。

针对CATL和BYD两家企业推出的电池系统创新技术原因，有多位业内资深研发人士表示，这跟单体电池体积能量密度突破愈发困难相关。

因为对电池而言，除非材料大变革，否则单位体积能量密度有极限值，再提升就可能引起严重安全性问题。

从总体呈现的电池技术变革动向来看，现在正处于提升电池能量密度向电池系统能量密度转变的关键时刻。

这也反映出动力电池行业开始更关注系统性提升，重视系统层面的安全和能量密度，有利于整个新能源汽车行业的飞速发展。

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