动力电池迎来万亿低空经济市场，全固态电池也有竞争对手？

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）近日，研发超充电池的巨湾技研与亿航智能正式签署合作协议，双方共同研发满足民航总局适航标准的全球首款eVTOL航空器超快/极快充电池方案，并开展超充桩、超充站等基础设施的共建。
 
确实，对于低空飞行器来说，电池技术是非常重要的，是eVTOL航空器续航和安全性的主要决定因素。那么，eVTOL航空器到底需要怎样的电池技术，哪些厂商比较有机会呢？
 

低空经济：动力电池的新商机

低空经济是一个新兴的概念，主要指以低空空域为依托，以通用航空产业为主导的所有经济活动，涉及低空飞行、航空旅游、支线客运、通航服务、科研教育等众多行业。低空经济载体包括无人机、eVTOL、直升飞机、传统固定翼飞机等，而这些飞行器都有一个共同点，那就是电驱动。因而，低空经济的发展必将带来一场动力电池的技术革命。
 
巨湾技研总裁裴锋此前表示，目前巨湾开发出的低空飞行器超快充电池使用三元高性能材料，系统能量密度比普通飞行器电池高出了25%，循环使用寿命超过两千次，充电30%—80%仅需5到10分钟，同时能够达到航空级标准。这无疑说明，相较于传统飞行器电池，eVTOL航空器对于动力电池的要求更高。
 
相较于车用的动力电池，eVTOL航空器搭载的动力电池则在轻量化、能力密度和散热等方面都有更高的要求。根据工业和信息化部等四部门联合印发的《绿色航空制造业发展纲要（2023～2035年）》，要突破高能量密度锂电池、高比功率氢燃料电池、高效率电推进系统等关键技术，满足飞行汽车等要求的400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产，500Wh/kg级产品小规模验证。
 
这一指标是非常有必要的，山东省电池工业协会顾问谢瑜此前在采访中表示，当动力电池能量密度为200Wh/kg时，飞行汽车续航200公里所需配备电池容量为537kWh，相当于要配备2.5吨重量的锂电池，因此不现实。
 
产业人士认为，基于当前的动力电池技术要达到400Wh/kg级航空锂电池这一标准是非常困难的，因此固态电池、金属-空气电池等新型电池技术在低空经济市场有更大的机会。
 
以固态电池来说，其相较于现阶段的动力电池有非常多的优势。第一，全固态电池更加安全，采用固态电解质替代了液态电解质，从而消除了电池内部漏液、短路等安全隐患；第二，全固态电池循环寿命更长，固态电解质克服了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜（SEI）的问题，减少了电池内部的损耗，并且外部应力对于电池影响更小，因此循环寿命更长；第三，这便是我们重点提到的能量密度，全固态电池能量密度更高，可以实现400Wh/kg，甚至超过500Wh/kg的能量密度，大幅提升续航能力；最后，全固态电池在低温性能和环保特性等方面也优于当前的动力电池，因此是eVTOL航空器能否规模普及的关键技术之一。
 
金属-空气电池是以电极电位较负的金属如镁、铝、锌、汞、铁等作负极，以空气中的氧或纯氧作正极的活性物质。由于金属-空气电池理论上的能量密度可达锂离子电池的3~4倍以上，因此在低空经济发展中也是备受关注。不过就像全固态电池还面临一些技术瓶颈一样，金属-空气电池目前普遍存在寿命短的问题，因此还无法投入市场。
 

动力电池厂商纷纷抢占赛道

虽然目前动力电池技术还不能完全满足《绿色航空制造业发展纲要（2023～2035年）》，但是动力电池厂商早就开始了规模性布局，有助于加快技术的突破。高工锂电研报预测，到2040年eVTOL用电池市场规模将超万亿元人民币。为了抢夺这个大蛋糕，厂商都有哪些动作呢。
 
作为动力电池行业龙头，宁德时代不仅在全力发展电池技术，同时正加速进入航空领域。根据天眼查信息，宁德时代于2023年7月19日联手中国商飞、上海交大企业发展集团有限公司，成立商飞时代（上海）航空有限公司，新公司的经营范围包括：民用航空器零部件设计和生产、民用航空器（发动机、螺旋桨）生产、航空运营支持服务、电池销售等。在全固态电池方面，宁德时代近日更新了全固态电池研发和量产时间表。宁德时代首席科学家吴凯表示，如果用技术和制造成熟度作为评价体系（以1-9打分），宁德时代的全固态电池研发目前处于4分的水平。宁德时代的目标是到2027年达到7-8分的水平。
 
文章开篇提到了巨湾技研与亿航智能合作，实际上国轩高科与亿航智能也有合作。根据双方签订的合作协议，国轩高科与亿航智能共同开发基于亿航智能无人驾驶电动垂直起降航空器（eVTOL）产品的动力电芯、电池包、储能系统和充电基础设施，旨在提高产品的能量密度、安全性能和循环寿命。
 
亿纬锂能此前表示，该公司已在飞行汽车、无人机等低空领域进行相关电池产品的开发和应用。作为锂电池平台型企业，亿纬锂能在消费电池、动力和储能电池领域具备核心技术，技术积累丰富，能迅速满足下游客户的多样化需求。
 
另外，孚能科技在互动平台表示，该公司下一代半固态产品具有更高能量密度，适用于低空飞行新兴领域。孚能科技已与载人飞机领域的海外、国内客户开展电池方面合作与供应，并且与国内几家潜在客户进行积极沟通，共同推进低空飞行领域的发展。
 
实际上，目前几乎所有动力电池厂商都已经将低空经济作为重点布局的领域。
 

结语

低空经济的市场空间确实太大了，就像文章中数据提到的，即便只是eVTOL用电池市场，到2040年都有望成为万亿规模的市场，因此厂商们不得不重视。在eVTOL用电池方面，还有很多技术瓶颈，谁先攻破这些瓶颈，谁将分得更大的蛋糕。