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1 动力电池从材料创新转向结构创新 目前商业化的动力电池技术创新属于微创新，包括材料体系、系统结构、电池制造三个方面。近年来由于电池安全问题的限制，三元电池比能量难以大幅度增长。因此，行业从电池材料创新转向了电池结构创新。
材料体系方面，未来一段时间磷酸铁锂、三元材料还有提升空间，还是应用的绝对主流，三元可能会逐步高镍化直至无钴化，再后续是半固态电池以及固态电池的范畴；电池结构方面，主要是通过优化系统、提高集成度，实现系统能耗和成本的降低、效率的提高，包括宁德时代的CTP、CTC，比亚迪的刀片电池、国轩高科的JTM等；电池制造方面，通过产线或者工艺改进来提升电池单体安全失效率、一致性、生产效率等。上一轮电池技术周期主要由电池材料创新引领，以高镍三元为代表；而在当前时点，材料层级的创新迭代趋缓，结构层面创新加速，从电芯层面4680、刀片等新结构，到系统层面CTP、CTC技术，将成为本轮电池技术周期的主线。
2 电芯结构创新：4680大圆柱电池与刀片电池引领 4680大圆柱电池：2020年9月特斯拉推出4680大圆柱电池.相比2170电池，4680电池直径进一步增加到46mm，大尺寸电芯降低了pack系统管理难度，减少了电池包金属结构件及导电连接件成本，每kWh成本下降约14%。同时4680采用了激光雕刻的无极耳技术，无极耳结构使得电子运动距离大大缩短，内阻减少，让更安全、更高容量电芯成为可能，能量密度可达300Wh/kg，同时可带来更高的输出功率与更好的快充性能，在15分钟内可将电池电量从0充至80%，功率密度峰值可达1000W/kg以上。 刀片电池：2020年1月11日，比亚迪推出刀片电池技术，使电池“长”和“薄”的形状与刀片类似，这种电池与目前的方壳电池相比，高度没有变化，厚度比软壳电池略厚，长度由435mm增加到2500mm。刀片电池技术具有电池组内装空间相对较高、背包质量相对小、背包能量密度高、启动放热温度高温升慢、产热少、不释氧等优点。此外，叶片电池变长变薄，其表面积增加，整体散热更好。电池的短路电路相对较长，产生的热量较少，结合比亚迪的综合高温“陶瓷电池”技术，刀片电池的安全性得到了极大提高，所以刀片电池的性能是非常完美的。
3 系统结构创新：无模组化、集成化将成趋势 随着电池材料技术迭代趋缓，叠加当前原材料涨价背景，电池结构创新或将成为车企和电池厂进一步提升性能和降低成本的重要抓手，电池结构创新将由电芯和系统层级协同推进。 动力电池领域结构创新能帮助大幅提升电池（包）的能量密度，同时也可以大幅降低电池生产难度并降低生产成本。2021年开始，行业加速结构创新的进展，特斯拉率先开始使用4680电池，并已经在美国德州奥斯汀工厂生产出搭载4680电池的Model Y车型，国内的新能源车企在800V快充、CTB以及CTP3.0等方面也在加速布局。我们认为，结构创新提升新能源汽车性能，加速新能源汽车渗透率提升，是电池企业、车企布局的重点方向。
3.1 CTM：传统的集成方式，空间利用率低 在电动汽车领域中，电池的应用可以分为电池的设计、加工、正极材料、负极材料以及最后的组装部分。其中在最后的组装方面，电芯的集成方式是一直以来的一大发展重点。 传统的集成方式是CTM，即“Cell to Module”，它代表的是将电芯集成在模组上的集成模式。模组是针对不同车型的电池需求不同、电池厂家的电芯尺寸不同而提出的发展路径，有助于规模经济的形成与产品的统一。过去几年电池系统集成化的重点就是不断提升标准化电池模组的尺寸，如比较典型的是355、390、590模组。总的配置方式是：电芯-模组-PACK-装车。这种方法带来了一个问题，即模组的存在占体积，模组电池包的零件数量多 达近600个，导致空间利用率较低只有40%，这很大程度地限制了其他部件的空间。
3.2 JTM：有利于推动模组标准化，可用于储能、低速电动车等领域 国轩高科JTM集成后的电池形式与比亚迪刀片电池高度相似。2020年国轩高科推出了JTM（Jelly Roll to Module）技术，即直接将卷芯放在模组里面，一次完成制作。JTM通过卷绕工艺制作出电芯，再通过导电组件相连，串联放置于铝壳中组成一个大电池，大电池带有单独的极耳，可以直接用于成组。该工艺制造过程非常简单，可以降低成本，同时可以提高电池的体积比能量密度，达到与刀片电池相近的效果。JTM技术让电池单体之间几乎没有了多余连接件，可以提高电池的体积比能量密度，同时可以使单体到模组成组效率超过90%，使用磷酸铁锂材料体系，模组能量密度可以接近200Wh/Kg，系统180Wh/Kg，达到高镍三元水平，且模组成本仅相当于铅酸电池水平。JTM新技术的优势是工艺非常简单，成本低，制造过程简单，易形成标准化。 相对于刀片电池和CTP，JTM的最大亮点在于可以推动模组实现标准化，以此可以充分发挥磷酸铁锂电池的高残余价值，通过将模组标准化之后更好的发挥梯次利用的价值，可用于储能、低速电动车等领域。
3.3 CTP：推动整车厂商深入介入电池包开发，目前已成主流 CTP的全称是“Cell to Pack”，即跳过标准化模组环节，直接将电芯集成在电池包上，有效提升了电池包的空间利用率和能量密度。动力电池模组向大尺寸、无模组方向发展，是电芯品质提升后对能量密度追求的必然选择。 早期因电芯生产成熟度低、一致性稳定性较弱，需使用较多模组以增强电池安全性、降低维修成本。目前随着单体电芯品质提升，电池企业不断研发大模组甚至无模组以减少内部零部件、提升成组效率和电池体积能量密度。系统结构的创新变种较多，整体体现出去模组化、集成化的特征。从产品的性能来看，CTP方式较传统电池包，体积利用率提高15-20%，零件-40%，生产效率+50%，能量密度200Wh/kg+，从而有效降低成本。CTP方案典型代表如宁德时代麒麟电池、上汽魔方电池以及比亚迪在产的刀片电池，取消模组环节，直接将电芯集成在电池包上，但保留电池托盘、上盖板的设计，市面上已有部分车型如特斯拉Model3、小鹏P7等应用了CTP无模组技术。CTP省去了中间的模组环节，电芯直接成组为Pack，分为大模组方案和无模组方案，分别以宁德时代和比亚迪“刀片电池”为代表，两者的CTP技术已经在2021年新能车销量TOP10中渗透了4成，逐渐成为主流。 3.3.1 宁德时代麒麟电池：动力电池系统集成再上一层楼，创全球新高 CTP集成方式最早由宁德时代在2019年提出，现已发展至第三代麒麟电池，预计将于2023年量产上市。2019年9月，在德国法兰克福国际车展上，宁德时代推出了全新的CTP方案（Cell To Pack），改变了原有的电芯-模组-电池包结构，电芯直接集成到电池包。CTP技术是将一个大的模块通过若干个塑料散热片分割成小空间，这些塑料散热片可以像电脑硬盘一样插入小空间。每个电池的侧面还贴有一个导热硅胶垫片，并且在电池宽度方向的散热板上有一个冷却通道，可以直接与外部冷却管路连接，可减少大约40%来自模块之间连接线束、侧板、底板等的部件。宁德时代通过高集成结构设计，提升电池包体积利用率。2019年，宁德时代推出第一代无模组电池包CTP，体积利用率达55%。2022年推出CTP3.0，体积利用率达72%，高于4680电池的63%，麒麟电池系统集成度为全球新高。
4 宁德发布麒麟电池，电池结构创新再升级 麒麟电池为宁德时代第三代CTP技术(Cell to Pack)。相较于传统“电芯-模组-电池包”三级结构，CTP技术省去或减少模组组装环节，将电芯直接集成至电池包或更大的模组，最终达到提高系统层级能量密度、降低成本的目的。宁德时代第一、二代CTP的设计方案本质上用大模组替代小模组、仍保留模组形态布置；而根据宁德时代公布的麒麟电池结构，第三代CTP技术：1）完全取消模组形态布局，2）开创性的取消电池包横纵梁、底部水冷板以及隔热垫的单独设计，集成为多功能弹性夹层，使得麒麟电池具备以下优势：
极速温控，安全性提升。麒麟电池在两块电芯中间设计液冷板，电芯双面冷却，换热面积较原底部冷却方案扩大4倍，将电芯温控时间缩短50%，在电芯温度异常时极速降温，有效阻隔热失控，安全性更优； 支持4C高压快充技术。电芯双面冷却设计带来散热效率提升，进而可适应更大电流和高压快充(4C)，做到5min热启动、10min充电80%； 提高电池寿命。中间多功能弹性夹层设计可在电芯膨胀时起到一定缓冲作用，相比电芯贴电芯的设计，电池循环寿命延长； 比能量提高。麒麟电池完全取消模组形态布置，进一步减少了结构件的用量，同时一体化设计的冷却结构，兼具水冷、缓冲、结构支撑多重作用，减少了横纵梁设计，使得电池包空间利用率提升，从第一代CTP到麒麟电池，电池包空间利用率从55%提升至72%，间接提升系统能量密度，磷酸铁锂系统能量密度160wh/kg，三元可达255wh/kg，较4680电池多装13%的电量，匹配三元技术可支持电动车实现1000km以上续航里程。
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