锂电池ctp 锂电池新战场：CTP电池

锂电池新战场：CTP电池

动力电池龙头宁德时代（300750.SZ），正在遭遇一场“狙击战”，发起方是曾经的老大比亚迪（002594.SZ）。

比亚迪是国内较早进入新能源汽车以及动力电池领域的著名厂商，并在国内树立动力电池领域的领先地位。最近几年，其电池领域的龙头地位已经被宁德时代取代。

日前，比亚迪推出一款“刀片电池”，或将挑战宁德时代在动力电池的竞争优势。1月12日，比亚迪董事长王传福在2020年电动车百人会上表示，比亚迪“刀片电池”将于2020年3月量产，且该电池将首先在2020年6月上市的“汉”车型上搭载，规划续航可达 600 公里。

上述“刀片电池”的推出，比原计划提前了两个月，说明比亚迪在电池领域的研发速度加快，否则在电池领域与宁德时代的差距将进一步加大。在补贴退坡、合资车加入竞争的大背景下，比亚迪和宁德时代将进入新一轮竞争。

宁德时代成立于2010年，创立者是国内动力电池专家曾毓群。公司作为新能源汽车电池领域的垂直生产商，通过与新能源汽车生产商建立广泛合作的方式开拓市场——这与比亚迪的“封闭”战略完全不同。凭借上述策略，宁德时代取代了比亚迪的龙头位置。

比亚迪市场份额以及影响力下降，背后是长期的封闭格局以及三元锂电池发展的战略失误。在很长一段时间内，比亚迪的动力电池并不对外出售，以保证其自身新能源汽车的需求，同时间接阻碍其他新能源整车厂商的进攻。

锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四个部分组成，其中正极材料成本达到30%，也是当前提升电池性能关键，根据使用材料不同分为钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰和镍钴铝六种，其中后两者为三元锂电池。

相比三元锂电池，磷酸铁锂电池安全性更高、循环使用寿命更长、成本也更低，但能量密度的提升空间较小，决定了车辆的续航能力有限。但随着三元锂电池安全性问题的逐渐解决，三元锂电池逐渐成为市场主流。

此前，在电池技术上，比亚迪始终坚持磷酸铁锂路线。近两年由于补贴政策的变化，使得其不得不跟随市场趋势，根据我国的新能源补贴政策，电池能量密度又是获得多少补贴的重要因素。其三元锂“811”电池研发已经取得一定的进展。

宁德时代凭借三元锂技术优势成功超越比亚迪。以动力电池的重要指标能量密度为例，宁德时代目前方形三元811系电池能量密度最高达 245wh/kg，略低于国际龙头 LG 和 SK。对比国内比亚迪、国轩高科，宁德时代三元电池能量密度以绝对优势领先。在磷酸铁锂电池方面，宁德时代方形铁锂能量密度 167wh/kg，比亚迪约157wh/kg，国轩高科平均约 170wh/kg，比亚迪并无优势。此外，比亚迪在高能量密度的811电池方面推进缓慢。

在2017年，宁德时代的电池销售量开始超过比亚迪，双方差距不断拉大。

数据来源：公司公告、新闻网站

据动力电池应用分会研究部统计，2019年中国动力电池装机总量62.2GWH，其中，宁德时代销售31.71GWH，拿下超过51%的市场份额。同期比亚迪拿下全国17%的市场份额，总销量10.76GWH，仅及宁德时代市场份额的三分之一。这一数据让比亚迪100GWH的规划动力电池产能非常尴尬。

2019年上半年，比亚迪电池业务实现全部收入122亿元（含内部交易、手机电池等），宁德时代动力电池业务169亿元。后发力的宁德时代以2500亿市值超越比亚迪，后者总市值1581亿，仅及前者的60%。

在新能源汽车财政补贴下滑的新竞争态势下，电池厂家为了确立竞争优势，必须通过技术变革推动成本下降，提升能量密度。从降本路径来看，头部企业均选择精简结构设计来降低动力电池系统成本。

2019年9月，宁德时代率先推出CTP电池技术。宁德时代声称，由于省去了电池模组组装环节，较传统电池包，CTP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。

CTP动力电池包，字面上的意思就是Cell To Pack ，此前的国产纯电动汽车采用的是电池单体串联成电池模组，电池模组再串联成整包。而CTP电池包就是电池单体直接组成动力电池组，目的是降低生产成本、提升能量密度。特斯拉、蜂巢能源均在布局CTP电池包技术。

整车厂商方面，已经有北汽新能源与宁德时代合作，推出首款全球首款CTP电池包。

上述动作将进一步巩固甚至扩大宁德时代的龙头地位。在四个月后，比亚迪开始组织狙击。

1月11日，比亚迪董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛（2020）上透露，新推出的刀片电池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。

据了解，比亚迪“刀片电池” 是一种采用 GCTP 技术、增大电芯长度的方形铝壳磷酸铁锂电池，由于单体电芯较长且呈现扁平化，故命名为“刀片”。

上述消息大大提振了投资者的情绪，自从消息发布后至今，五个交易日内，比亚迪股价上涨了21%。

王传福强调，从安全角度来看，铁电池是乘用车领域较好的电池。市场普遍认为铁锂电池相比三元锂电池具备更好的安全性，这也是前几年比亚迪向三元锂电池转型缓慢的重要原因。

在能量密度方面，比亚迪宣称与传统铁电池相比提升50%。这一结论受到了机构质疑：中信证券发布的研报认为，比亚迪的刀片电池有望提升能量密度30%以上。

但中国汽车流通协会常务理事贾新光对投中网表示，实际上比亚迪和宁德时代发布的两个电池包都谈不上特别大的创新，主要是通过包装技艺的改进，来实现能量密度的提升。

但刀片电池将有效降低电池生产成本：据中信证券的测算，随着“刀片电池”研发的推进，有望大幅降低公司电池系统的成本。假设2020年公司动力电池出货15GWh，以磷酸铁锂刀片电池替换比例做情景假设，假设替换比例分别为100%/50%/25%/0%，磷酸铁锂刀片替换将给公司节省25.5/12.8/6.4/0亿成本。

中信证券预计，随着2020年“刀片电池”的投产以及新车型投放，预计比亚迪磷酸铁锂电池装机将明显提升，“刀片电池”技术将带动铁锂电池需求回暖。机构的乐观预测意味着比亚迪铁锂电池可能再度崛起。

不过，从市场竞争的角度出发，在全球新能源汽车龙头厂商纷纷转向CTP技术时，对于比亚迪能否借“刀片电池”扳回一城，贾新光对投中网表示，这个谈不上。比亚迪目前重心不是跟宁德时代竞争电池，而是怎么跟特斯拉竞争。随着特斯拉全部国产化，其价格还会下降，这会对比亚迪构成不小的压力，现在要比拼成本。

在技术路线的选择上，比亚迪刀片电池与宁德时代CTP电池产生了分歧。依据公开信息，上述两家公司的电池技术以及产能比较如下：

不难看出，坚持铁电池的比亚迪正在寻求与宁德时代的高镍三元电池差异化的竞争路线。

比亚迪和宁德时代分别代表了铁锂和三元两种技术路线，两者对电池材料的选择不同，在此基础上的终端用途大小决定了未来市场空间。

比亚迪采用的是180wh/kg的磷酸铁锂单体电池，终端面向中低端车型。宁德时代则是基于高镍三元开发成本更低、系统能量更高的动力电池包，终端面向中高端车型。从价值量的角度，比亚迪的胜算并不大。

在能量密度方面，双方优势均不大。按照宁德时代的规划，2020年宁德时代的CTP动力电池包的系统能量密度将达到200 wh/kg。比亚迪目前的铁锂电池能量密度157wh/kg，按照30-50%的提升幅度，预计可以达到204-236wh/kg的水平。可看出采纳新技术后的比亚迪铁锂电池能量密度的下限与宁德时代平均数接近。

在竞争格局方面，宁德时代与北汽新能源、大众卡车达成合作；比亚迪与丰田、奥迪达成战略合作，还宣布准备与北汽新能源车就电池领域的合作进行洽谈。

但从市场份额来看，三元锂电池更高的普及度将对以铁锂电池为主的比亚迪带来挑战：根据动力电池应用分会研究部统计，2019年中国动力电池装机总量约为62.2 GWh，同比增长9.3%，其中三元锂电池最新市场份额为65.2%，大幅领先铁锂电池：此外三元电池装车量同比累计增长22.5%，磷酸铁锂电池装车量同比累计下降9.0%。

龙头宁德时代的困局

宁德时代的前身为新能源科技有限公司（ATL），由曾毓群等牵头成立于 1999 年，为苹果电池核心供应商，为2014年 OPPO “充电五分钟，通话两小时”Find 7 机型电池独家供应商。 2010年，宝马集团在全球范围内筛选动力电池供应商，ATL入选并成立动力电池系统部。2011 年ATL动力电池系统部独立，宁德时代正式挂牌。

目前，宁德时代是全球首家在方形电芯上量产高镍 811 的公司，将电池系统能量密度提升至 170Wh/kg，并率先量产 811 电池。但对宁德时代来说，目前短期内动力电池技术基本触顶，其在电池领域的领先优势，必然会遭遇挑战。

贾新光对投中网表示，从电池技术的角度，目前新能源电池技术接近见顶，继续改善的空间有限。磷酸铁锂电池已经差不多了，三元锂电池虽然还有一点空间，但是继续向上，也有安全性隐患以及成本方面的问题。从安全角度，磷酸铁锂电池安全性更好。

从2018年开始，宁德时代率先推进811系锂电池，印证了其在国内电池领域的技术领先。但目前一方面其与LG等竞争对手尚存差距，同时国内的竞争对手如力神、国轩高科等也纷纷介入这一领域。这意味着宁德时代在这一技术方面的领先优势不会保持太久。

2019年6月21日，工信部正式废止政策《汽车动力蓄电池行业规范条件》，同时废止一至四批符合条件企业目录 （动力电池“白名单”），国内市场正式开放，松下、三星SDI、LG化学已重启国内工厂。

天风证券指出，LG化学将是宁德时代最大的竞争对手。与LG相比，成本优势将是宁德重要竞争优势——背后反应的是供应链整合能力、材料创新能力、管理效率能力。海外进入国内短期会对宁德造成一定冲击，但长期比较的是双方竞争力，关键在于宁德相对于海外是否拥有竞争优势。

在两家龙头企业进军CTP的同时，另外一家动力电池领域的重量级选手——国轩高科也加入了战团，其选择与整车厂商合作实现弯道超车。

有报道称，大众汽车将收购国轩高科20%的股权，代价是5.6亿美元。如果消息最终属实，国轩高科的锂电池将直接切入大众汽车的采购，也意味着此前宁德时代的市场份额可能会被压缩。大众汽车是全球知名汽车厂商，该公司计划到2025年纯电动汽车销量达300万辆以上。

可以预料的是，未来新能源电池领域的技术路线争夺将更为激烈，关乎各家动力电池厂商的竞争优势、市场地位以及股东盈利。谁将胜出暂时难有定论。

CTP技术详解，电池的风口，还是噱头？附最新照片和专利

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最近电池CTP出现频率越来越高，也逐步进入了公众的视野，甚至有股民在某动力电池公司股吧留言“你们CTP开发进展如何，什么时候装车？本篇文章针对CTP进行更深入的阐述。

1. CTP是什么，两种技术路线

一般电动汽车上搭载的电池包，由电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装电池包（Pack）里，形成了“电芯-模组-电池包”的三级装配模式。

而CTP，即Cell to PACK，是电芯直接集成为电池包，从而省去了中间模组环节。

目前CTP有两种技术路线，一是采用完全无模组方式，二是以大模组替代小模组的方式。

比亚迪是完全无模组技术方案的代表，如下图为比亚迪披露的专利：

可以看到，由比亚迪开发的长度大于0.6米的大电芯，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面（比亚迪专利原文下载见文末）。因此，也有人称为“刀片电池”。

据悉，比亚迪计划在明年中旬推出全新一代磷酸铁锂电池，体积比能量增加50%，成本下降30%，续航里程达到600km，该电池就会采用CTP方式。

而另外一种实现方式是以大模组替代之前小模组，并不是完全取消模组，而是把之前的小模组去掉侧板，用扎带连接起来，把模组做大，代表企业有特斯拉、宁德时代、蜂巢能源等。

如下图为特斯拉Model 3电池包内部拆解图，可见Model 3是由四个长度约2米的大模组组成，而之前特斯拉Model S的模组为16个。

下图为宁德时代的一份专利，主要亮点是在模组与模组间采用一种套筒的连接方式紧贴在一起，同时套筒下有固定装置与整车相连，这样整个模组简化了结构，也实现了轻量化。

从以上分析可以看到，CTP并不是很先进的技术，无非就是采用大电芯和大模组，主要对电池包内部的连接进行结构上的优化，省去了中间过程的零部件，从而简化装配工艺和流程。

2. CTP的好和坏

CTP能够省掉或者减少组装模组的端板、侧板以及用于固定模组的螺钉等紧固件，能提高体积利用率。由于零部件的减少，带来重量的减少，因此质量能量密度也能够提高，整车续航里程也能提高。

由于电池的组装工艺更为简单，节省了人力、物力等制造成本，加上零部件的成本减少，电池包的成本也会降低。

但是取消模组环节，也会带来很多风险。

CTP对电芯一致性的要求更高，电芯由于充放电膨胀造成的形变和散热性能变差两个问题需要在整个电池包层面进行考量。

取消了模组，也取消了电芯发生热失控在模组级别的防护；同时相应的BMS采样和控制策略也需要进行更改。

另外，一旦单个电芯发生故障，就会涉及到更换整个电池包，而不是之前只需更换某一个模组，维修成本会大幅增加。

3. CTP是下一个风口？

风险与好处并存，为何电池厂商对CTP趋之若骛，不惜大力宣传成为一个卖点，还能引发广大股民的关注？

其实，这背后本质上是电池厂商和车企的博弈。

由于动力电池特别是电芯投资大，技术壁垒高，车企一般难以触及。为了不被电池厂商完全卡脖子，车企极力想控制电芯以外所有产品。

而对电池厂商来说，做PACK要比模组更赚钱，而电池厂商只有转变为CTP方案，之后才有机会去做整个PACK。

CTP因此也被打包和宣传为动力电池的下一个风口。目前除了北汽已经官宣EU5会搭载宁德时代的CTP电池，另外比亚迪等也在投入研发。相信其它厂商也会逐步跟进，毕竟这个概念听起来很诱人。

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