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探访新能源动力电池“销冠”诞生地 宁德时代为何备受青睐？

Answer 1

2020年宁德时代全年动力电池装机量达34GWh，占据世界市场份额的24.82%、国内市场份额的50%，连续四年夺得全球冠军。我们熟知的特斯拉、蔚来、宝马等国内外一线品牌都是宁德时代的忠实“用户”，那么为何世界各大主机厂都如此青睐宁德时代的产品？带着这个问题，我探访了位于福建宁德的宁德时代总部和其附近的电池工厂。

众所周知，目前市面上主流的电动车电池大体分为磷酸铁锂和三元锂电池两类：磷酸铁锂电池成本低、相对安全、电池寿命较长；而三元锂电池虽然能量密度高、性能更好，但价格和安全性又是它的短板。这也使得众人对二者中谁才是更优选择争论不休。那么目前到底有没有一个相对完美的电池产品呢？在金融政策方面有一个“不可能三角”（Impossible trinity）理论。“不可能三角”是指经济社会和财政金融政策目标选择面临诸多困境，难以同时获得三个方面的目标。资本自由流动、固定汇率和货币政策独立性三者也不可能兼得。即一个国家不可能同时实现资本流动自由，货币政策的独立性和汇率的稳定性。

而在工业制造领域同样也存在这个不可能三角。就新能源电池来说，不可能同时具有更加优越的性能、好的安全性以及更低的成本。新能源电池是一种非常复杂的系统，性能、安全性、成本之间相互制约，可以说是一门妥协的艺术。不过宁德时代通过技术的进步达到了更高层面的均衡，使宁德时代的电池成为了"六边形战士"。

安全永远是电池技术发展的基石。为此，宁德时代在电池材料选型上使用了多次实验得出的拥有高稳定性的电解液和正负级材料。为防止某一电芯因意外状况导致状态不正常，而后引发起火和爆炸，宁德时代在电芯上设计了防爆阀，一旦电芯出现问题防爆阀随之打开，泄去电芯中积累的气体和热量，避免发生热失控，影响其他电芯。在Pack和电池包模组的设计上宁德时代的工程师通过先进的模拟软件进行仿真，最终设计出先进的留道，保证一旦电芯出现问题需要泄压时，气体和热量可以流畅的排出到Pack或电池包模组外，杜绝热扩散。

在解决了电池安全性的问题后，便需要考虑如何让锂电池拥有更好的性能，毕竟在当下，电动车的补能问题还没完全得到解决，所以在相对条件下，提升单位体积的电池能量密度能为车辆带来更长的续航里程。对此，宁德时代在业内首创了CTP（cell to pack）无模组技术。即取消以往的中间状态模组，直接使用电芯组成电池包。与传统的MTP（module to pack）技术相比，由于不需要组装成模组，减少了许多不必要的零部件，省下来的空间可以放置更多的电芯。根据统计减少40%了零部件数量、提升了15%-20%空间利用率，最终能量密度提升了10%-15%。宁德时代的工程师透露，下一项CTC（cell to chassis）技术也已经在研发中。这次脑洞更大，打算直接将电池和汽车的底盘融合，这种设计不但能极大的提升能量密度还可以增强底盘的扭转刚性。

仅仅提升能量密度还不够，温度也是影响锂电池的一大硬性指标，过冷或过热都会影响锂电池的工作效率。这就是为什么寒冷地区新能源车的续航下降，性能下降。为了使电池包工作在适宜的温度条件下，宁德时代创新的使用了电池包“自加热”技术。与传统方式为电池包增加PTC材料的加热贴片来为电池加热不同，宁德时代的解决方式是利用高频开关来精确控制电池内部的短路时间，利用电池内阻来产生热量。换句话说，传统加热方式像是往电池包上贴上一些暖宝宝，不仅加热不均匀，能耗和质量也会增加；而宁德时代的“自加热”技术则是让电池内部自行发热，像是冬天喝下的一碗姜茶，由内而外的对整个电池包进行加热。

根据官方资料显示，宁德时代的自控温专利数量总计超过60余项，加热速率可以从传统模式的0.2-1℃/min提升至1.4-2℃/min，同时电芯之间的温差比起传统模式也更小。更重要的是，由于无需加入额外的配件，整个电池包的成本也得到了很好的控制。

正如前文所提到的，目前电动车所谓的动力电池制造商。

在参观过程中我见证了针刺、火烧等实验。在针刺实验中钢针刺入电芯后，我只是观察到了电芯的电压有了一个轻微的下降，而电芯外观没有什么变化，没有冒烟、没有起火、也没有爆炸。而宁德时代火烧实验的流程是，把电池包放在温度是590摄氏度左右的火焰上烧1个小时，而国家的火烧实验的标准仅仅是130秒，我观察时实验已经时间过去了<span style="text-indent: