萬(wàn)億eVTOL藍(lán)海“引爆”鋰電池新戰(zhàn)場(chǎng) 寧德時(shí)代、億緯鋰能等巨頭加速卡位 誰(shuí)能率先突圍？
電動(dòng)航空對(duì)鋰電池提出 “三高” 嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)，然而當(dāng)前eVTOL用電池能量密度與《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要》要求仍存差距。面對(duì)高能量密度、高功率放電、高安全性的技術(shù)挑戰(zhàn)，寧德時(shí)代、億緯鋰能、瑞浦蘭鈞、欣旺達(dá)、孚能科技等上市電池企業(yè)加速布局，一場(chǎng)技術(shù)突圍戰(zhàn)正在上演。
01
萬(wàn)億evtol市場(chǎng)打開(kāi)鋰電池市場(chǎng)空間
隨著各地低空經(jīng)濟(jì)促進(jìn)條例等相關(guān)政策的不斷發(fā)布，低空經(jīng)濟(jì)已被列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。中國(guó)民航局預(yù)測(cè)，到2025年，我國(guó)低空經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.5萬(wàn)億元，到2035年更有望達(dá)到3.5萬(wàn)億元。
今年以來(lái)，電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)行業(yè)亦迎來(lái)多項(xiàng)進(jìn)展。3月，億航智能拿到全球首張無(wú)人駕駛航空器運(yùn)營(yíng)合格證(OC)，此前已經(jīng)獲得型號(hào)合格證TC、生產(chǎn)許可證PC、單機(jī)適航證AC三證。此外，沃蘭特、時(shí)的科技、峰飛航空等三家頭部 eVTOL 廠(chǎng)商對(duì)外披露了多起意向采購(gòu)訂單。
近日，在由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)指導(dǎo)，動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合電池中國(guó)網(wǎng)共同主辦的“電動(dòng)航空及下一代電池技術(shù)(CIBF2025深圳)交流會(huì)”上，多位evtol主機(jī)廠(chǎng)與鋰電頭部企業(yè)代表，分別從不同角度和維度闡述了航空電池的“藍(lán)海”前景與當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)。
欣旺達(dá)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)高級(jí)總監(jiān)李臻在交流會(huì)上表示，預(yù)計(jì)到2027年，“低空+文旅”或存在5000-10000架需求，在通航市場(chǎng)也有1500-2000架需求;“低空+消費(fèi)”約百億級(jí)市場(chǎng)。而當(dāng)前eVTOL成為最主要的低空飛行器類(lèi)型。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)王澤深表示，得益于中國(guó)在電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)人機(jī)及通用航空領(lǐng)域的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，我國(guó)在eVTOL等低空領(lǐng)域具有顯著的全球競(jìng)爭(zhēng)力和領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。隨著無(wú)人機(jī)、飛行汽車(chē)等企業(yè)的興起，動(dòng)力電池市場(chǎng)也迎來(lái)了廣闊的增量需求，有望成為眾多電池企業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
電動(dòng)飛行器需要什么樣的電池?綜合會(huì)上多位專(zhuān)家觀點(diǎn)來(lái)看，因?yàn)殡妱?dòng)飛行器特有的輸出特性，電動(dòng)航空對(duì)動(dòng)力電池提出 “三高” 要求，即因續(xù)航里程要求的高能量密度、因垂直起降瞬時(shí)功率需求達(dá)兆瓦級(jí)要求的高功率放電，以及面臨復(fù)雜空中情況的高安全性。
國(guó)家化學(xué)與物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心技術(shù)總監(jiān)余華強(qiáng)進(jìn)一步解釋?zhuān)詄VTOL為例，其飛行階段包括五個(gè)，垂直起飛、爬升、水平循環(huán)、下降和垂直降落，在起飛與降落階段均需要高功率輸出，放電倍率要求是4C以上，此外，如果考慮到上升和下降氣流、橫風(fēng)和迫降要求，瞬間可能到10-12C電流，平均巡航較低，大概只有1C的水平。
李臻做出汽車(chē)電池與eVTOL電池需求的直觀對(duì)比，當(dāng)前汽車(chē)動(dòng)力電池的能量密度在170-300Wh/kg，0.5-4C放電，常規(guī)溫域零下10攝氏度到55攝氏度，達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)安全要求;航空動(dòng)力電池不管是純電還是混動(dòng)，對(duì)倍率和能量密度要求都更高。當(dāng)電池能量密度大于400Wh/kg時(shí)，預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)eVTOL單程300公里的續(xù)航，可滿(mǎn)足更多的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景。而5-12C的高功率放電，可以幫助飛機(jī)應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的環(huán)境和工況，如強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)雨、緊急情況下迫降。
除此以外，對(duì)于eVTOL電池安全的要求也更加嚴(yán)格。余華強(qiáng)分析道，符合電動(dòng)汽車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池，要求可能是熱失控不起火不爆炸，但是在飛行器上不一定能適用，因?yàn)轱w行器有二次災(zāi)害，一是飛行器墜落有高空落的風(fēng)險(xiǎn)，二是墜落引發(fā)的起火。
與電動(dòng)汽車(chē)的電池相比，電動(dòng)航空領(lǐng)域?qū)?dòng)力電池的要求更加嚴(yán)格，當(dāng)前電動(dòng)航空面臨諸多挑戰(zhàn)，亟待突破。
遼寧通用航空研究院副院長(zhǎng)熊需海表示，對(duì)于航空電池有特殊要求，熱失控是最難的適航挑戰(zhàn)。此外，有市場(chǎng)需求才能推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，但目前低空開(kāi)放不足，導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)景受限;另外電動(dòng)航空飛行器目前的應(yīng)用場(chǎng)景不足，導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)品回款的能力受限，因此目前大多數(shù)電動(dòng)航空企業(yè)生存基本靠融資運(yùn)營(yíng)，如果融資出現(xiàn)問(wèn)題可能導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)，這也是電動(dòng)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵難題。
02
多家電池企業(yè)競(jìng)逐航空電池
中國(guó)小康建設(shè)研究會(huì)通用航空產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)鄒海寧在會(huì)上表示，目前航空動(dòng)力電池主要聚焦在240-320Wh/kg區(qū)間，265Wh/kg是中堅(jiān)力量。
國(guó)家工業(yè)和信息化部等四部門(mén)2023年印發(fā)的《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023-2035年)》提到，滿(mǎn)足電動(dòng)航空器使用需求和適航要求的400Wh/kg級(jí)航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn)，500Wh/kg級(jí)產(chǎn)品小規(guī)模驗(yàn)證。目前主流的eVTOL用電池能量密度較前述發(fā)展綱要的要求尚有一定的差距。
公開(kāi)信息顯示，寧德時(shí)代、億緯鋰能、孚能科技、欣旺達(dá)、瑞浦蘭鈞、國(guó)軒高科等眾多電池企業(yè)，都在加速布局低空產(chǎn)業(yè)，行業(yè)進(jìn)入規(guī)模化前夜。
李臻介紹，欣旺達(dá)當(dāng)前推出了面向純電eVTOL應(yīng)用的高比能高功率的電池產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)360Wh/kg的能量密度、3900W/kg功率密度、-35℃到80℃的寬溫域、1800次飛行、系統(tǒng)無(wú)熱蔓延。
孚能科技(贛州)股份有限公司研發(fā)副總裁、研發(fā)院院長(zhǎng)姜蔚然在會(huì)上表示，該公司目前為美國(guó)eVTOL制造商Joby Aviation(簡(jiǎn)稱(chēng)“Joby”)供應(yīng)鋰電池，Joby方面測(cè)了多款大電池，最后選了能量密度288Wh/kg的軟包電池。“2023年我們給Joby完成小批量交付，去年已經(jīng)開(kāi)始給國(guó)內(nèi)頭部用戶(hù)交付。2025年要批量供貨，量也沒(méi)有很大，但是相比之前的試制、試飛，已經(jīng)是批量供貨的狀態(tài)。”
瑞浦蘭鈞電芯研發(fā)總監(jiān)劉微介紹，瑞浦還是聚焦于擅長(zhǎng)領(lǐng)域去探索方形鋁殼是否能應(yīng)用在eVTOL領(lǐng)域。該公司2024年前的產(chǎn)品大概在300Wh/kg，今年該公司正在開(kāi)發(fā)第二代產(chǎn)品320Wh/kg，主要用的材料體系還是以高鎳和硅為主，規(guī)劃未來(lái)進(jìn)一步提升到400Wh/kg的技術(shù)指標(biāo)。
億緯鋰能董事長(zhǎng)劉金成通過(guò)視頻參會(huì)表示，億緯鋰能在電動(dòng)航空領(lǐng)域展開(kāi)前瞻布局，已構(gòu)建全系列電池系統(tǒng)解決方案，并在2024年10月獲得AS9100D體系認(rèn)證。今年3月，公司收到了小鵬匯天下一代原理樣機(jī)低壓鋰電池訂單。
具體應(yīng)用方面，上海峰飛航空科技有限公司高級(jí)副總裁謝嘉在會(huì)上介紹，該公司飛行器采用從載物到載人的發(fā)展路徑，載物型號(hào)已經(jīng)獲取了中國(guó)民航局頒發(fā)的TC和PC，AC在本月之內(nèi)會(huì)頒發(fā)。該公司產(chǎn)品將先在空中物流、應(yīng)急(應(yīng)急消防、應(yīng)急救援)等場(chǎng)景布局，明年拿到載人適航證后，將在包括空中觀光航線(xiàn)、景點(diǎn)接駁、城際接駁航線(xiàn)等固定場(chǎng)景中應(yīng)用，未來(lái)幾年將逐步發(fā)展城市出行和空中的士的應(yīng)用場(chǎng)景。
謝嘉說(shuō)：“寧德時(shí)代戰(zhàn)略投資了我們，未來(lái)也會(huì)成為我們的電池供應(yīng)商。”
有電池上市公司人士對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，目前其公司研發(fā)的eVTOL用電池，客戶(hù)主要來(lái)自物流領(lǐng)域，該公司可提供20Ah單體，整體20度電左右，載重100公斤，化學(xué)體系采用三元正極材料、硅基負(fù)極，電池包能量密度在320-360Wh/kg，目前客戶(hù)主要卡在適航階段。
另一家動(dòng)力電池企業(yè)人士對(duì)記者表示，當(dāng)前eVTOL用電池的類(lèi)型還沒(méi)有形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，型號(hào)、功率、容量等等，目前還都在摸索階段。除了首要的安全要求外，現(xiàn)在客戶(hù)的主要訴求仍然是在能量密度上。
與電動(dòng)汽車(chē)的電池相比，電動(dòng)航空領(lǐng)域?qū)?dòng)力電池的要求更加嚴(yán)格，市場(chǎng)亦遠(yuǎn)未成熟。王澤深表示，這一領(lǐng)域仍需要產(chǎn)業(yè)鏈緊密合作，加快解決技術(shù)難題、產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸和供應(yīng)鏈障礙，從而推動(dòng)電動(dòng)航空產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，讓中國(guó)適航級(jí)電池在全球競(jìng)爭(zhēng)中率先崛起。
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