（报告作者：华创研究首席分析师黄麟）
自从电池发布后，电池及整车企业乐忠于开发布会、创造新的电池名字。我们从底层技术对各类新型电池进行分类，梳理优劣势。总结为铁锂电池核心指标为体积利用率，刀片电池为最优解；三元电池注重综合性能，麒麟与各有千秋。
一、电池系统结构创新
结构创新：近年新能车续航提升的主要推动力。电池能量密度提升依赖材料创新及结构创新。材料创新：投入大、时间长、难度高；结构创新：见效快、成本低、投入小。
电池结构创新-分类：
方铝Pack内以解决热失控为设计核心：比如广汽弹匣电池、长城大禹电池、哪吒天工电池；
非立式方铝，兼顾综合性能：比如上汽魔方电池、宁德麒麟电池；
刀片电池：比如比亚迪刀片电池、蜂巢短刀电池、中创新航onestop；
圆柱电池：最具代表性的是特斯拉电池。
电池系统结构创新-广汽弹匣电池-首个宣传三元整包针刺不起火的案例
三元锂电池-整包针刺不起火?超高耐热稳定电芯?超强隔热电池安全舱?极速降温三维速冷系统?全时管控第五代电池管理系统。
电池系统结构创新-长城汽车-大禹电池
大禹电池：电芯间防护?电芯间复合隔断材料?高镍大容量电芯-pack针刺可通；
大禹-pack设计：热源隔断?高温绝缘?双向换流?自动灭火?热流分配?正压阻氧?定向排爆?智能冷却。
电池系统结构创新-哪吒-天工电池
天工电池-电芯与模组设计：耐高温防护材料?内置短路熔断保护?电芯自开启泄压防爆阀+模组定向排气通道?高水平极柱绝缘?电芯间航天级阻燃隔热材料；
天工电池-pack设计：7个大模组设计，共91个电芯?安全防护：隔热材料+泄压装置+排烟通道?结构安全设计：网络式箱体+IP68+高强度底板+WF2级防腐蚀?电气安全设计：外短路自熔防护+耐高温绝缘防护+IPXXBXXD防护?轻量化、高集成设计：超轻复合上盖+定制高集成大模组+高集成、双密封下箱体。
电池系统结构创新-上汽-魔方电池
魔方电池-集成优势：超高集成度：体积利用率＞50%?超长寿命：躺式电芯弹性自适应束缚?“零热失控”：电芯热失控传热阻隔；
魔方电池-模块化优势：Onepack：标准电池包长宽固定，高度//mm，电池包可互换?电量梯度：实现44~kwh电量梯度，适配不同车型?快换：统一快换接口，实现换电+车电分离，有助于梯次利用与回收。
电池系统结构创新-宁德时代-麒麟电池
麒麟电池-核心指标：系统能量密度：wh/kg?体积利用率：72%?续航：＞km?独创大面冷却技术；
麒麟VS：能量密度、快充、导热、集成效率全方位领先?安全性能持平。
电池系统结构创新-比亚迪-刀片电池
刀片电池：?超级成本：LFP+CTP?超级安全：全新LFP电芯，可过针刺?超级寿命：循环cls以上?超级续航：体积利用率达到66%?超级强度：类蜂窝铝板设计?超级功率：卓越的倍率性能?超级低温性能：-35℃~55℃最佳状态?车身强度：扭转刚度突破N/m。
刀片+CTP→刀片+CTB案
电池系统结构创新-蜂巢-短刀电池
短刀电池-全域短刀化?乘用车BEV：LLFP、L果冻NCM、L.2~4C快充?乘用车PHEV：LLFP体系?储能、商用车：L+CTP技术?低速车：LLFP或无钴体系；
短刀电池-果冻电池?基于无钴正极材料和电解液材料打造的凝胶电池?耐热温度提高至°C?不起火、不冒烟、自愈合。
电池系统结构创新-中创新航-onestop电池
Onestop-电芯设计?超薄壳体技术-0.2MM?多维壳体成型技术?“无盖板”设计?多功能复合封装技术?横块化极柱?一体式电连接技术?高剪切外绝缘技术?柔性泄压技术；
Onestop-pack设计?无模组校术?极简串联拓扑电连接技术?复合核入式箱体技术?高效热管理技术?集成液冷技术?积木拼接成组技术?热失控抑制技术。
电池系统结构创新-特斯拉-+CTC
-电芯设计?全极耳设计：解决快充发热问题?能量：较提升5倍?续航：较提升16%?功率：提升6倍
-pack设计?柏林展示：无模组设计+水冷管Y向排列?奥斯汀展示：4个模组设计+水冷管X向排列?CTC设计：电池上盖与车身地板融合，座椅横梁与上盖连接
电池系统结构创新-总结
电池系统结构创新-核心指标对比
长刀不适合三元：?安全性：麒麟、魔方、最优，短刀略差?快充：麒麟、最优，魔方略差?系统能量密度：最佳，麒麟与魔方基本一致；
三元电池广泛应用于中高端车型，对续航、快充、能量密度等各方综合性能要求更高。
长刀、麒麟、魔方角逐：?V车型：三者都可以?V车型：刀片、魔方需要大改?快充要求高：优选麒麟，刀片、魔方快充性能一般?结构强度要求高：优选刀片。
铁锂电池广泛应用于中低端车型，主要瓶颈：载电量上限低，体积利用率最为关键。
二、电池体积利用率对比
电池体积利用率对比---Z向利用率
电池系统中，Z向利用率最为关键。以某经典电池包为例：X向利用提升1mm，则系统可利用空间提升**1=0.L?Y向利用提升1mm，则系统可利用空间提升**1=0.L?Z向利用提升1mm，则系统可利用空间提升**1=2.L。
电池体积利用率对比---尺寸链分析：
体积利用率=电芯体积/pack体积
Pack并非规则长方体：不同边界条件下计算结果相差很大。此报告中的边界条件：?不包含凸包或电气件空间?不包含吊挂点?从电池包外壁开始计算
CATL并未公布计算边界条件：CATL的计算结果与本报告存在差异，预计是计算边界不一致造成的。BYD的计算结果与本报告差异较小，预计计算边界相同。
电池体积利用率对比---Ah刀片电池
汉EV刀片电芯为例?高度方向：隔膜/电芯=85/90=94.4%?长度方向：隔膜/电芯=/=96.8%
Ah刀片电池内部空间利用率86.0%
汉EV电池包实测空间利用率62.2%
电池体积利用率对比---电池
电池内部尺寸及空间利用率：投影面积：利用率93.4%；Z向利用率：从JR算95%；空间利用率：88.7%。
特斯拉pack体积利用率计算：
体积利用率低的原因有：圆柱存在缝隙、底部排烟通道、侧面缓冲装置。
计算边界条件：电芯尺寸：46*80mm；电池包尺寸：**mm。
电池体积利用率对比---Ah方形电池
以经典VDA电池系统为例，各项占电池总高的比例?电芯肩高/pack总高=/=73.6%?卷绕高度/pack总高=96/=68.6%。
各项占电芯总高的比例?卷绕高度/电芯肩高=96/=93.2%
电池体积利用率对比---Ah方形电池
以经典VDA电芯为例?Y方向JR长度mm?JR实际截面积：6mm2?JR等效成为长方形：18*=mm2?等效长度mm
以经典VDA电芯为例?X方向为电芯膨胀方向?电芯y向79mm，壁厚0.8mm?实际给卷绕的Y向空间为77.4mm?Y向空间利用率77.4/79=98.0%
Ah方形电芯内部空间利用率86.4%
电池体积利用率对比---方形电池包尺寸链分析
电池体积利用率对比---CTP3.0尺寸链分析
如何做到72%的体积利用率：96kwh的超高电池能量；极致的z向高度设计
电池体积利用率对比---魔方电池
整体空间利用率59%，极柱朝向侧面，z向空间利用率大幅提升
电池体积利用率对比---电芯
电芯内部空间利用率对比：方形铝壳与刀片电芯内部空间利用率接近；圆柱电芯内部空间利用率最高；卷绕与叠片的空间利用率并未出现显著差异。
电池包空间利用率对比---已量产实测值
电池包空间利用率对比---麒麟VSVS刀片
相同pack体积下，不同种类电芯的载电量对比；以下结果均为我们的推算，可能与实际情况存在偏差
电池包空间利用率对比---麒麟VS刀片
CTP3.0麒麟电池官宣体积利用率72%，未明确计算边界条件。我们认为刀片电池体积利用率已经接近天花板，相同尺寸下麒麟电池的空间利用率难以超越刀片电池。
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