12月23日，在国轩高科第13届供应商大会上，国轩高科董事长李缜以“平静的回归到事物发展的本源”为主题进行了总结致辞。其中提到了要平静地面对颠覆性创新的缺失：在新能源技术起步初期有很多颠覆性的创新，划时代地改变着世界；而随着技术的普及，这些颠覆性的创新或将面临着长期的缺失。

在笔者看来，过去三年电池行业最大的创新就是CTP(Cell to Pack) 技术的普及，将单个电芯直接集成到电池包里面，省去了中间的模组单元。将电池包的体积利用率提高到70%以上，进而衍生出一系列新的突破，包括超长续航，超级快充，以及超高能量等。本文就从CTP的角度来跟大家一起回顾2023年电池技术的进步，并对公众号发表的文章进行总结。

一、CTP技术是过去三年的主要创新

CTP技术的发展主要是由宁德时代以及比亚迪这两家头部电池企业引领的。早在2019年，宁德时代就首创了CTP1.0技术，并且首发应用在北汽EU5车型上。随后在2020年3月，比亚迪发布了刀片电池，将CTP这一技术进一步完善，并且早于外国企业申请了长度在600~2500mm的刀片电池的专利，守住了这个集成技术的制高点。

其实宁德时代最早给北汽供的CTP1.0类似于大模组的概念，本质上跟特斯拉Model 3的大圆柱模组是类似的；不过在2021年发布的CTP2.0就是真正的无模组了，取消了模组这一实体，将电芯直接集成到电池包里面，在阿维塔11上实现了190Wh/kg的系统能量密度，750V的电压以及2.2C的充电倍率。2022年推出的CTP3.0麒麟电池，将体积利用率提高到惊人的72%，并且能够支持255Wh/kg的系统能量密度以及4C以上的快充能力。

跟麒麟电池相比较，比亚迪在2021年推出的刀片电池实际上直接迈进了第三代CTP技术，体积成组效率也早早地超过了70%(采用CTB的腾势N7达到了77%)。今年极氪、广汽、长城等推出的短刀电池，实际上跟比亚迪是有2~3年的技术代差的，不过在快充和长寿命方面扳回一城。

此前在文章“从世界动力电池大会看万亿宁德时代的隐忧”已经提到过，宁德时代的CTP3.0才真正和刀片电池在同样的竞争维度，只是电芯的外形尺寸不同，最终成组的表现也有区别：麒麟偏重性能（比如快充），而刀片侧重更高的体积利用率。

也正是由于CTP技术的一个兴起，导致电芯的一个高度空间得到了更好的一个利用，从早期VDA模组的95mm左右提到到了115mm左右，提升幅度高达20%，对电池能量的提升是立竿见影的，进而滋生了很多全新的技术。

首先，CTP技术由于空间利用率的提升，整包能量提升巨大。三元电池可以轻松超过100kWh, 而麒麟电池甚至高达140kWh, 续航也达到了1000km，里程焦虑很大程度上得到了缓解。

具体可参考：(1)三元电池单体最大容量会止步在280Ah吗？(2) 麒麟电池首款高比能电芯分析 (3) 千里续航需要多少度电

不仅如此，CTP技术的普及导致更加便宜且安全的磷酸铁锂电池也能够满足乘用车的里程需求了。比亚迪刀片电池的能量已经来到了80-90kwh，整车的续航也超过了700km，唐EV更是达到了108.8kwh。虽然刀片电池的内阻偏大，但是体积利用率的优势是其他电池系统所无法媲美的。而且由于超长极片的内加热效应，低温性能也不错。

具体参考：(1)刀片电池打破LFP乘用车带电量天花板 (2) 刀片电池电阻有多大 (3)低温性能才是刀片电池的杀手锏

由于磷酸铁锂电芯本征就是高安全的，所以很多企业在此基础上能够把电池包做的更加的安全，整车的安全也得到了很大程度的保证。2021年特斯拉也开始力推磷酸铁锂，这个月极氪金砖电池，广汽因湃电池也陆续发布，不仅有4.5C快充，还有超过4000次的循环寿命和150万公里的总里程(极氪、埃安、蜂巢能源……12月预告两天三家电池日，都在“卷”什么？)。

不过要注意的是，国家新出的免购置税标准中，电池系统能量密度要达到125wh/kg以上，4.5C快充的铁锂已经很接近这个指标了，铁锂的快充可以止步于此了。

其次，电芯空间的一个调整，使整包能量出现了富余，热管理也更加高效，于是快充电池迅速兴起。尤其是在麒麟电池的推动下，铝壳电池大面冷却能力得到了高效的提升，所以说CTP也从侧面滋生了快充技术的演化，包括锂想MEGA，智己LS6，小米汽车以及广汽昊铂等企业都开始大力推广快充技术。

不仅如此，能量的富余使LFP快充电池成为了现实。宁德时代八月份发布了基于磷酸铁锂的4C神行超充电池，是集材料创新，电芯设计，仿真模拟以及系统热管理优化的大成之作。不过即使这样，由于石墨负极本身的嵌锂和析锂的特性，还要结合精确的仿真模拟以及严格的质量控制，才能避免快充时的析锂风险。

具体可参考: (1)理想首款纯电车型到底用的是什么规格的快充麒麟电池 (2)小米汽车也是超级快充电池？(3)宁德时代即将发布6C快充技术？(4)神行快充一定要麒麟电池吗(5)快充一定要800V吗？(6)快充与析锂

当然，除了刀片电池和麒麟电池以外，大圆柱电池也是CTP以及CTC的良好选择。这方面特斯拉最早提出了4680的概念，随后宝马跟进了4695，国内的江淮汽车也在钇为车型上使用大圆柱电池。

由于电芯容量低，整包热扩散防护比较容易，大圆柱电池的快充性能也不错。不过依然要考虑散热面积的影响，才能更好地利用其快充性能。

具体参考: (1) 特斯拉定点的4680国内供应商是哪家 (2)4680电池的充电速率一定更快吗? (3)6C快充大圆柱即将登场？(4)国产46大圆柱电池也装车了吗？

CTP技术的进步带来的一个主要问题就是单个电芯或者单个模组都是不可拆卸的，一个电芯损坏就要更换整包，维修费用会比较高，车辆保险也更贵。这方面五菱神炼电池 提出了单个电芯可维修的概念，将每个电芯限制在MUST框架隔层中再进行顶部螺接(从五菱神炼电池看两家锂电新秀的崛起)。

五菱的理念是在CTP架构能量出现富余的基础上，不追求极致的体积成组效率，而追求单个电芯可维修，降低总的使用成本。其实这方面正力的乾坤电池比五菱更早一些。不过业内还从来没有做到过单个电芯可维修，之前的模组时代也只是单个模组可维修。日后这个方向能否成功，还有待观察。

二、未来的材料创新集中在降本增效

CTP是电池结构上的技术突破，那么未来在电池材料体系上是否能有一些新技术的突破呢？

首先以低成本长寿命为主要竞争力的钠离子电池是很好的方向，今年也有很多公司发布了新品，在电动汽车，储能以及轻型动力市场实现了破冰应用。本月底江淮跟中科海钠合作的钇为钠电版以及江铃跟孚能合作的钠电小车都陆续下线。

不过虽然钠电号称能实现跟LFP接近的能量密度以及超过10000次的循环寿命，其高低温以及倍率等综合性能还有待验证，而且硬碳析钠的问题也很难解决，再加上原材料成熟度低，标准欠缺，制造成本占比较高等因素，短期内很难替代锂电池。至少要到2025年以后等技术方面的壁垒解决了才能更清晰。

具体参考 (1)风头正旺的钠离子电池(2)钠离子电池的机会窗口(3)钠离子电池不能说的秘密(4)钠电性能爆发即将颠覆锂电？

钠离子电池核心是降本，而目前成熟的磷酸铁锂方向上，需要进步提高效率，提高比能量来降低单位Wh的制造成本。于是同为橄榄石材料的高比能磷酸锰铁锂应运而生，既保证了低成本，还兼顾了安全，且方便跟三元复合，进一步提升能量密度和适应性。

本来宁德时代的M3P电池是特斯拉model 3换新版首发的，但是由于材料本身的一些问题跳票了，年底发布的问界S7可能是用了LMFP和三元复合的方案。

参考:(1)LMFP即将拳打LFP脚踢NCM (2)Model 3换新版真的是66kWh吗 (3)宁德时代的M3P电池或由华为首发？

不过降本不仅要看中原材料的BOM和Wh成本，还要看全生命周期的成本(Cost/Wh/Cycle)。这一点对于储能行业尤为重要，其电池的循环寿命是降低全生命周期成本的重要因素，由于LFP首效可达98%，而石墨负极首效也就92%左右，电池的衰减主要是活性锂的损失。所以在目前LFP技术的基础上，补锂应运而生，能够将LFP电池寿命提高到12000-20000次，满足储能行业20-25年的使用需求（12000次循环的储能电池是如何实现的？）

随着磷酸铁锂电池的全面兴起，在国内新能源汽车领域占比已接近70%，随着国外诸如大众，通用，福特等大车企转向LFP体系，未来的装机量有望继续走高。这就挤压了中高镍三元的市场空间，基本上30万以上的高性能车型才会使用了。

而豪华车起为了维护品牌，突显自身的与众不同，对前沿的固态电池也不遗余力的开发。而且上面提到的预锂化也可以提高高比能硅氧负极的首效和比能量，有利于高比能电池体系的进一步发展，对豪华车企而言也是有吸引力的。

不过全固态量产的时间至少还得三五年后，为了加快进度，短期内半固态电池有望率先推出，不过为了兼顾快充等性能指标，半固态基本转向了液态的思路，着重优化了电解液和隔膜涂层。不过成本依然高，对于豪华车企展现高性能和先进技术的储备比较重要，但很难大面积推广。

具体可参考: (1) 全固态电池路在何方 (2)固态电池能让丰田王者归来吗？丰田电动化下一代技术分析 (3)固态电池：从“全固态”到“近乎固态” (4)蔚来360Wh/kg半固态电池解析 (5)368Wh/kg半固态电池能否让上汽王者归来(6)半固态电池已经演变为液态电池？(6)丰田固态电池也用卤化物电解质？(7)全固态电池更加务实了(8)半固态电池的核心是液态电解液

这些基于高镍和硅碳负极的高比能电池虽然在新能源汽车上应用的范围在缩小，不过在磷酸铁锂无法胜任的领域还有很大空间，比如特斯拉推出的Cybertruck皮卡以及SEMI货车以及对高比能，高倍率要求都很高的电动飞行器eVTOL。如果宁德时代500wh/kg的凝聚态电芯能研发成功，那么几十座的支线大飞机也可能加快电动化的步伐。

到了2030年，很可能还是各种电池体系百花争鸣的时代，包括钠电，LFP，LFMP以及中高镍三元等都有自己的一席之地。

具体参考: (1)eVTOL飞行汽车对电池的要求(2)凝聚态电池到底是什么(3)500Wh/kg超高比能电池是如何实现的(4)500Wh/kg锂电池的技术路径与前景(5)2030年会是哪种电池的时代

三、电池技术的突破与汽车强国之路

习近平总书记指出，发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。实际上2009年以来中国汽车的产销量就已经超越美国，成为世界第一的汽车大国。当时记者就问工信部原部长苗圩，“我们是第一大国了，什么时候能建成第一强国、以什么为标志才能成为汽车强国？”对于建成汽车强国，苗圩讲到了三个标志：

一是，要有企业跻身世界前十。不是国内，而是在国际开放环境下跻身世界前十位，世界第十位年产销量在300万辆左右。

二是，要有一些核心关键技术，能对汽车工业发展实现引领和带动。

三是，要在国际汽车市场上占有一席之地。

苗部长说即使放在今天这几个标志依然站的住脚。如果按照这些标志来判断的话，那大概率2023年就是我国换成升级为汽车强国的元年，首先，自主品牌比亚迪的全年销量会达到300万辆左右。其次，以刀片电池和dmi技术引领的新能源汽车核心关键技术，实现了LFP电池的快速普及，并引领了欧美日韩车企的跟进。

大众明年就会推出LFP电池的ID.3车型，福特跟宁德时代，丰田跟比亚迪的合作也都是LFP电池。而且日韩的电池企业也在积极地布局LFP电池技术。这一波LFP的普及离不开中国CTP技术的引领和推动。

最后，随着新能源汽车的出口以及俄乌冲突送给国内的俄罗斯汽车市场，今年中国汽车出口量会超过日本，成为世界第一，在国际汽车市场占有了重要的一席之地。

也许有人会说CTP本身可能并不是一个全新的技术突破，更多的是车企们的一个选择，但是这样的一个选择确实从侧面滋生了很多新技术的一个发展，而且CTP本身而言也有许多设计上的一些更改和优化，比如麒麟电池的大面热管理，三合一夹层以及260+的家族专利等。

而且这项技术的普及只有中国才能做到，因为强大的供应链和成本控制能力。中国CTP技术的成功也给全世界的电动汽车行业都带来了全新的曙光，以后的电池设计基本都会沿用CTP的理念(CTB也是CTP的拓展)。

当然，CTP的普及虽然推动了LFP电池的标准化，但从供应链上来看，电池的产能规划到2030年，都是过剩的。车企提个需求，供应商都能满足。所以车企可以自研电池，但是不用自己造电池，找供应商代工生产，这样既保证了技术的领先，也避免了重资产的投资，也许这也是以后的行业发展方向。

小结：2023年我们目睹了很多技术的突破和创新，磷酸铁锂电池方兴未艾，高镍大圆柱如火如荼，钠电池来势汹汹，磷酸锰铁锂爆发在即。我们看到了循环超过一万次的储能电池，续航千里的高比能麒麟电池以及快速倍率达到5C的三元电池和4C的铁锂电池。这些技术的突破看似杂乱，实则都是在CTP技术的赋能下，在电芯材料体系和性能方面的破茧成蝶。

我们要感谢CTP技术的普及，这也是中国作为大国的智慧和担当的体现，不仅让电动汽车的续航和补能焦虑得到了很大程度的缓解，推动了国内新能源行业的高速发展，也引领了世界电动汽车技术的方向，助力我国从汽车大国成为真正的汽车强国。