固態電池eVTOL“起飛”
固態電池正被加速導入火熱的eVTOL市場。近日，上海洗霸科技與中國科學院上海硅酸鹽研究所固態電池先進材料聯合創新實驗室和上?？圃垂棠埽淹瓿筛弑饶芄虘B電池軟包鋰電池聯合設計工作，目前已進入小批量生產階段。據悉，該款產品設計的能量密度超過320wh/kg，合格產品理論上將率先應用于eVTOL場景。
近期，全球軟包電池龍頭孚能科技在投資者互動平臺表示，其半固態電池具備高安全性、高能量密度、高倍率、長壽命等優勢，與低空飛行器的需求高度契合，獲得了海內外客戶的高度認可。該公司eVTOL半固態電池已進入產業化階段。
藍海華騰也表示，該公司已參股固態電池企業高能時代和eVTOL企業覽翌航空，并與哈工大、西工大專業科研團隊及產業鏈上下游企業等，建立戰略協同協作關系，將加快推動固態電池以及低空經濟的發展。
eVTOL是近年來的熱門話題，市場前景非常廣闊。據Morgan Stanley預測，到2030年全球eVTOL市場規模將達550億美元(約合人民幣4000億元)，2040年市場規模將超過1萬億美元(約合人民幣7.2萬億元)，2050年市場規模將達9萬億美元(約合人民幣65萬億元)。
01
更高的技術要求
“電池性能(不足)是制約eVTOL發展的關鍵瓶頸。用于低空飛行場景的電池，需要同時滿足更高能量密度和安全性兩個要求?！逼桨沧C券指出，由于eVTOL垂直起飛所需要的動力，是地面行駛的10倍至15倍，這對電池的能量密度提出了極高要求。
國家工信部發布的《通用航空裝備創新應用實施方案(2024-2030年)》，對航空鋰電池的性能給出了明確的發展目標：推動400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產，實現500Wh/kg級航空鋰電池產品應用驗證。
除此之外，eVTOL對電池的充電倍率、安全性等方面性能，也提出了更為嚴格的要求。業內人士分析表示，當前eVTOL電池的能量密度達到285Wh/kg，已經接近液態電池能量密度的上限，半/固態電池或為最貼近eVTOL需求的電池技術。
“eVTOL要求電池高安全、高能量密度、高功率密度，固態/半固態電池或為未來主流路線。”中金公司指出，其中高安全是指電池系統需要達到航空級的安全性，而能量密度和功率密度直接決定eVTOL載重、續航里程等性能指標。
業內認為，2025年有望成為eVTOL商業化運營元年，高性能電池是關鍵，短期軟包和硅負極電池有望應用在eVTOL上，長期趨勢是安全性更好、能量密度更高的固態電池。隨著固態電池量產，電池能量密度達到450Wh/kg甚至500Wh/kg，那么eVTOL的航程將達到250公里甚至300公里。
“eVTOL需要固態電池技術，國內大規模量產(半)固態電池的時間節點會在2027年前后。電池廠商對eVTOL上基于不同的倍率和安全性要求有相應的調整，但是底層的材料體系一致。”國內某投資機構負責人表示。
02
最典型的新質生產力
目前國內主要的eVTOL主機廠包括億航智能、小鵬匯天、吉利沃飛長空、沃蘭特航空、覽翌航空等十多家。電池廠商方面，寧德時代、億緯鋰能、孚能科技、力神電池、正力新能、國軒高科等在內的眾多企業都在積極布局eVTOL固態電池。
去年11月，億航智能宣布，完成全球首次eVTOL固態電池飛行試驗。2023年億航智能對欣界能源進行戰略投資并達成合作，共同研發適用于eVTOL航空器的高能量固態電池，目標是爭取在2025年底前，實現固態電池在EH216-S(無人駕駛載人航空器)上應用的認證和裝機量產。
早在2021年之前，寧德時代就與小鵬匯天合作，致力于讓eVTOL電池能達到快充快放的要求。寧德時代于2023年推出500Wh/kg的凝聚態航空電池，適配300-500km航程eVTOL，并與中國商飛、上海交大合作，組建“商飛時代”生產民用航空器。
孚能科技比寧德時代布局更早。早在2017年，孚能科技就已經完成eVTOL用電池關鍵技術體系開發;2023年，該公司向美國頭部低空飛行器客戶量產交付電池產品，成為全球首家eVTOL用電池產品交付給終端客戶的動力電池企業。孚能科技表示，目前該公司客戶包括美國頭部eVTOL制造商及眾多國內知名廠商，已獲得上海時的、零重力等國內客戶定點，并與吉利沃飛進行戰略合作。
“公司在eVTOL電池領域布局較早，已配合國外某企業進行了多年研究工作，目前已經交付了A樣產品，并正協助客戶獲取相關航空體系的認證?！?span style="color: rgb(0, 112, 192);">億緯鋰能表示，該公司也已向其它國際客戶送樣，“海外eVTOL廠家產品開發的模式，一般會在認準了一家方案后，一直延續合作，一起共同成長”。
電池中國還注意到，去年年初力神電池宣布，完成能量密度達402Wh/kg半固態電池的開發，主要瞄準超長續航中高端電動汽車，以及eVTOL等領域。在此之前，力神電池已實現310-360Wh/kg等多款高能量密度電池的開發或應用。
除此之外，正力新能發布了針對電動航空領域的正力·航空電池。通過對材料體系和電芯設計的不斷優化，其開發的正力·航空電池能量密度達到320Wh/kg;在兼顧高能量密度的同時，該電池依然可以滿足20%SOC下，12C的大倍率放電性能。
eVTOL是典型的新興產業，是新質生產力的典型代表，隨著去年中國國內頒發全球首個eVTOL適航證，未來eVTOL產業將迎來加速發展期，固態電池也將大顯身手。
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