（动力）电池主要公开技术汇总

10 M3P电池
2022年世界动力电池大会在四川宜宾开幕，宁德时代首席科学家吴凯在会上表示公司的M3P电池已经量产，将于明年推向市场运用。据了解，M3P电池采用基于磷酸铁锂体系研发的改性铁锂材料，既保持了磷酸铁锂的长循环寿命和高安全性，而且能量密度比磷酸铁锂高10%~20%，预计在今年第四季度向特斯拉批量供应，将搭载在Model Y车型72kWh电池包上。
宁德时代M3P电池

宁德时代未来将新能源汽车市场三个细分市场：1000km续航、700km续航和300~500km续航。
1）1000km续航：采用高镍三元/低硅材料电池体系；
2）700km续航：采用M3P电池体系；
3）300~500km续航：采用钠离子电池体系；
M3P电池是基于材料创新的新型电池，但其确切的材料体系目前不清楚，根据某些公开信息判断M3P电池正极材料应该完全采用或部分采用了具有与磷酸铁锂（LFP）相同橄榄石结构的改性磷酸锰铁锂（LFMP）。宁德时代曾在调研中表示，M3P不是LFMP，还掺杂了其他金属元素（研报认为是Mg、Zn、Al中的两种元素），公司内部称为“磷酸盐体系的三元材料”。
LFMP和LFP理论容量均为170mAh/g，压实密度均为2.3~2.6g/cm3，但LFMP放电平台（4.1V）比LFP高（3.4V），因此理论上LFMP能量密度高20%左右，由于掺杂了Mn元素取代部分Fe，合成的工艺成本比LFP略高，但仍然远低于三元材料，Mn、Fe元素储量丰富，价格便宜，因此M3P电池是一种介于铁锂电池和三元电池之间的折中技术方案。
LFMP的充放电曲线

虽然LFMP成本低廉、安全性好，能量密度还比LFP更高，但LFMP依然存在不少问题：
1）LFMP的电子电导率比LFP低4个数量级，导电性能极差，导致其倍率性能和循环性能差；

2）充放电过程双平台问题导致BMS管理难度较大；
3）依然存在Jahn-Teller畸变和Mn2+溶解问题，导致Li+扩散困难和材料循环稳定性差。

电池包集成和管理技术
最传统的电池包集成技术是CTM（Cell To Module），首先将若干电芯串并联组成模组，然后将模组装配到电池包内，最后将电池包集成到汽车底盘。传统电池包集成方式

在动力电池应用于新能源汽车的早期阶段，没有统一的标准，电池、模组、电池包尺寸五花八门，导致电芯开发成本极高，并且不方便更换和维护。到后来，人们发现了每辆车可以利用的空间位置具有一定的共性，根据这些空间尺寸，推算出模组的尺寸范围，从而希望实现电芯尺寸的标准化。
2008年，大众汽车全面进军电动化，在实现电动化过程中率先推出了标准化模组。第一个标准是355模组（355代表模组长度，每排可放置3个模组），为了提高续航里程，减少零部件和增加空间利用率，进一步降低成本，又推出了390模组（每排放置3个模组，模组更长更紧凑）和590模组（每排放置2个模组，集成效率更高），单个模组的体积在逐渐增大。
标准模组尺寸和外形示意图

采用590模组的大众汽车ID.3电池包

在CTM结构下，电芯被模组等结构件保护较好，电池包强度高，成组难度小。但电芯组装为模组空间利用率为80%，模组集成为电池包空间利用率为50%，最终电芯集成为电池包后空间利用率仅40%，随着新能源汽车的快速普及以及锂离子电池性能的极致开发，在电池应用层面，电池包集成效率亟待提升，大模组化、去模组化、车身一体化技术成为主流趋势。
1 CTP
2019年9月，宁德时代全球首款CTP（Cell To Pack）电池包正式发布，将搭载于北汽EU5车型上。相比传统电池包，采用全新CTP技术的电池包体积利用率提高15%~20%，零部件数量减少40%，生产效率提升50%，系统成本降低10%。在能量密度上，CTP电池包可高达200Wh/kg，相比传统结构高30%以上，可以大幅提升电动汽车续航能力。
宁德时代第一代CTP电池包

CTP技术包括两个思路：一是大模组化，二是无模组化，宁德时代本次发布的CTP属于大模组化技术，其核心逻辑是提高单体电芯的容量，同时将多个电芯堆叠组成更大的电池模组，从而大大减少模组数量，减少零部件数量，从而实现能量密度提升和成本降低的目标。
CTP技术路线

CTP技术除了采用大电芯组成大模组外，通常还会对模组之间的连接结构进行优化，减少零部件和简化装配工艺过程。
宁德时代“套筒式”模组连接方式

虽然CTP电池包具有适用性强、空间利用率高、成本低、散热性能好等优势，但由于木桶效应，电池包整体性能将取决于组成电池包最差电芯的性能，因此，CTP结构对电芯一致性提出了更高的要求，此外，如果出现电池故障需要更换，维修的便利性和成本都更高。
2 CTC
2020年“电池日”上，特斯拉首次公布CTC（Cell To Chassis）技术，Elon Musk表示，CTC集成技术配合前后车身一体化压铸技术，可以减少约370个零部件，实现车身减重10%，每千瓦时电池成本降低7%。
CTC技术路线