苹果要出“刀片电池”？马斯克却质疑：“电化学意义上不可能”

科技 2024-09-30 00:00 广东

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锂电那些事今日第三条2024年09月30日星期一

在媒体发布苹果造车消息后，苹果方面尚未对作出回应，特斯拉当家人马斯克就已在推特上作出了评价，除了“抱怨”曾谋求苹果收购特斯拉被拒一事之外，马斯克特别对报道中提到的苹果将研发革命性动力电池提出了质疑。

根据报道，苹果公司计划采用一种独特的“Monocell”设计，无需袋装或模块化，使电池中的单个电池体积增大，释放电池组内部的空间。这种设计意味着电池可以装入更多的活性材料，从而提升汽车的续航里程。

电池材料方面，苹果公司正在研究磷酸铁锂（LFP）电池的使用，这种电池成本低，而且非常安全。特斯拉上海工厂生产的Model 3 标准续航升级版所使用的正是由动力电池龙头宁德时代生产的、采用CTP（Cell to Pack）设计的LFP电池。

需要指出的是，“Monocell”在生物学中有“单细胞”的含义，而“cell”一词在电池行业术语中一般指代“电芯”，因而“Monocell”在某种程度上可理解为“单电芯”，或许意味着苹果动力电池将采取“单电芯”配置。

而马斯克的质疑，也正是针对这一点。他在推特上表示：“如果这是真的，那很奇怪——特斯拉上海工厂生产的中档汽车已经在使用磷酸铁锂（电池）——从电化学意义上来说，单电芯电池是不可能实现的，因为单个电芯的电压最强只能到100X伏，（对于动力电池来说）太低了。”据其猜测，报道所说的“单电芯”电池或许与特斯拉所用的结构化电池包类似，是将多个电芯串联在一起。

本质类似于CTP 苹果版“刀片电池”要出鞘？

苹果是否采用革命性的“单电芯”设计，目前仍在多方猜测当中。但从报道描述中可看出，“Monocell”的本质仍在于去模组化，而这与当前宁德时代向特斯拉供应的LFP电池、以及比亚迪大热的刀片电池所采用的CTP技术极为相似。

根据定义，CTP（Cell to Pack）技术是指将电芯—>模组—>整包这个制造过程简化为电芯—>整包，本质是通过去除或简化模组环节，通过结构设计与优化，来最大化利用电芯单体的性能，以实现不改变电化学体系下的成组性能指标的突破。

全球动力电池龙头宁德时代于2019年9月率先推出该技术，由于省去了电池模组组装环节，较传统电池包，电池包体积利用率提高了15%-20%，电池包零部件数量减少40%，生产效率提升了50%，电池包能量密度提升了10%-15%，将大幅降低动力电池的制造成本。

2020年年初，比亚迪推出采用CTP结构的“刀片电池”，在简化模组环节的同时，采用增大电芯长度的方形铝壳磷酸铁锂电池。在此基础上，将提高体积能量密度 50%、散热效果良好、减少电池包制造成本约30%，具有高安全、长寿命等特点，整车寿命可达百万公里以上。

天风证券杨诚笑团队5月22日报告指出，CTP电池有众多的优势，其中最重要的一点：可以装入大尺寸叠片的“刀片”电池。在空间能量密度大幅提升质量能量密度提升的同时，可以发挥叠片性能好的优势，可能成为现阶段最适合动力电池的形态。

在此基础上，大尺寸叠片弥补了叠片最大的缺陷：生产效率不如卷绕的问题。更为重要的是，普遍被认为锂离子电池未来的固态电池，只能采用叠片的方式进行生产。

中金公司曾韬团队3月30日报告曾指出，CTP技术是动力电池行业发展的重要方向。据其测算，在CTP技术下，LFP电池可在质量能量密度与体积能量密度上接近现有NCM523电池包水平。而三元电池可基于CTP，进一步提升性能。

另据太平洋证券开文明团队3月9日报告建立的模型测算，使用213L和310L电池包，由于电芯材料不同，单车带电量可提升14-21%，续航里程增加60-130km。同时，电池包的度电成本能够下降16-19%，到0.57-0.69 元/Wh。短期来看，CTP+LFP/NCM523电池包对应的续航里程有望达到常规NCM811电池包的水平，主要覆盖500km以下续航里程。在不考虑补贴的影响，LFP的降本幅度比NCM523高1000-2000元，更具经济性。

长期来看，CTP+高镍三元比常规高镍三元电池包对应的续航里程多80-130km，有望将电动车续航里程推到新高点。在电动车续航里程不断向传统燃油车看齐的趋势下，高镍三元应用前景依然广阔。

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