
動力電池企業放飛eVTOL賽道
隨著車企對電動垂直起降飛行器eVTOL領域的果斷布局,作為供應商的動力電池企業也不甘落后。尤其是在高比能固態電池軟包鋰電池的小批量生產更貼合eVTOL需求的形勢下,新的布局和市場開拓有望加速固態電池的量產應用,為動力電池廠商打開新局面。
面對廣闊市場加速布局
2月5日是春節假期過后開工的第一天,廣東省高質量發展大會按照慣例舉行。會上,廣汽飛行汽車GOVY AirCar成為各方關注焦點。這也從一個側面反映出,車企圍繞飛行汽車的布局將在2025年高開高走。與此同時,動力電池企業也紛紛加快在eVTOL領域的布局。
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海科源固能,完成高比能固態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,該款產品理論上將率先應用于eVTOL場景。
孚能科技也在近日透露,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,獲得海內外客戶的高度認可。據了解,孚能科技eVTOL半固態電池已進入產業化階段,產品采用高鎳三元正極搭配摻硅負極,能量密度達330Wh/kg、循環壽命超過4000圈,完成設計驗證與PV產品驗證測試,已向低空經濟領域頭部客戶送樣。基于此,孚能科技獲得了上海時的、零重力等國內客戶的定點項目,并與吉利沃飛達成戰略合作。此外,孚能科技早在2023年就向美國客戶交付能量密度達到285Wh/kg的eVTOL電池。
藍海華騰也表示,公司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。
另據獲悉,力神電池2024年交付1萬支能量密度達325Wh/kg的軟包聚合物eVTOL電芯,該產品能夠滿足高安全性、1000次以上循環壽命、2噸級大噸位飛行器起降的需求。
綜合各種信息來看,寧德時代、中創新航、國軒高科、欣旺達、比克電池等傳統鋰電池廠商,以及上海洗霸、欣界能源、金羽新能等固態電池新入局者,紛紛針對eVTOL或低空飛行場景開發更高性能的電池產品。
有市場研究機構預測,到2030年,全球eVTOL市場規模將達550億美元,2040年市場規模將超過1萬億美元,2050年市場規模將達9萬億美元。廣闊的市場需求,尤其是車企在eVTOL領域的布局加快,直接拉動動力電池企業的新競速。繼消費電子、車用電池、儲能電池之后,動力電池企業開辟出eVTOL這一新賽道。
將助推固態電池量產
記者了解到,相比新能源汽車,eVTOL對電池的要求有很大不同,集中表現在能量密度和功率、安全等方面。
工信部等四部門發布的《綠色航空制造業發展綱要(2023~2035年)》提出,以2025年實現400Wh/kg級鋰電池產品量產、500Wh/kg級產品小規模驗證為攻關方向。僅從這一目標要求就可看出,低空飛行器對重量和續駛能力的剛性要求。由于eVTOL垂直起飛所需要的動力,是地面行駛的10至15倍,這對電池的能量密度提出更高要求。一般情況下,eVTOL百公里耗電量約為65kWh,而電動汽車僅需12~18kWh,相同電池包下續駛能力僅為汽車的1/4。由此,eVTOL對電池能量密度的要求自然也就更高一些。
同時,eVTOL還需要更高的功率,不同場景下對放電倍率的要求雖有差異,但總體上遠高于汽車。而且,出于飛行安全方面考慮,部分飛行器要求在飛行階段之外預留20%左右的電池容量,以確保飛行器安全返航。
eVTOL對電池能量密度和功率、安全等方面的要求,給固態電池提供了發展空間。目前,eVTOL電池的能量密度基本達到285Wh/kg,這一數值已接近液態電池能量密度的上限。正因如此,需要半固態電池、固態電池發揮作用,以滿足eVTOL的需求。
公開信息顯示,寧德時代尚未正式發布的第二代凝聚態電池,能量密度可達450Wh/kg,采用高鎳三元正極和高含量摻硅負極,目前處于A樣測試階段。國軒高科、比克電池、上海洗霸的半固態體系產品均達320Wh/kg能量密度。其中,國軒高科的產品可在30%SOC下保持4.5kW/kg的功率密度、20%SOC下保持超3kW/kg的功率密度;比克計劃產品進一步突破390Wh/kg、450Wh/kg能量密度,最終過渡到全固態電池;上海洗霸eVTOL用半固態電池支持循環壽命超1000次,支持5C放電,峰值功率密度達2.5kW/kg。此外,欣旺達Gen1、Gen2航空電池也采用半固態技術,能量密度最高可達380Wh/kg。為了滿足eVTOL的需求,電池企業展開了新一輪產品競速,固態電池是競爭的焦點。
企業加速技術研發,將使電池產品的能量密度達到450Wh/kg甚至500Wh/kg,以便支撐eVTOL的航程達到250甚至300公里。中金公司的研報指出,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。有了市場需求,固態電池的量產必將加速,也會惠及汽車使用場景。
電池企業深化上下游合作
雖然車企和電池企業都在加快對eVTOL領域的布局,但其商業化進程還有待進一步觀察。業內普遍認為,eVTOL的商業化運營有望在2025年內跑通。為了加速eVTOL商業化,電池企業采取和上下游企業合作的方式,以期催化這一市場進程。
eVTOL在2025蛇年央視春晚上的亮相,讓公眾感受到了低空飛行器的魅力,以峰飛航空為代表的廠商逐漸開始進入公眾視野。寧德時代作為峰飛航空的戰略投資者,也是峰飛航空電池系統的供應商和合作伙伴。據了解,此次在春晚上亮相的峰飛航空航空器搭載的正是寧德時代的電池,最高巡航速度200km/h,最大航程250公里。按照計劃,未來雙方將繼續合力打造安全可靠、高效便捷、環保經濟的eVTOL航空器,促進低空交通方式變革,助推低空行業發展。
2024年,中創新航與小鵬匯天攜手宣布,將在低空經濟領域展開深度合作。按照計劃,中創新航推出的能量密度高達350Wh/kg的頂流高能飛行電池,將于2026年搭載eVOLT。孚能科技、國軒高科、金羽新能等企業也都在通過與飛行器企業合作,加速相關電池產品的量產應用。
值得關注的是,以(半)固態電池為代表的電池產品借助在eVOLT領域的量產應用,進一步提升技術水平,并有望反哺于新能源汽車領域,進而提升電池技術和性能水平的不斷提升,以及相關產品的量產應用。據了解,廣汽集團的飛行汽車品牌GOVY高域,旗下第二款飛行汽車AirJet未來將搭載廣汽自研全固態電池,有望實現超過400公里的航程目標。一旦能量密度更高的固態電池在飛行汽車上有了成功的商業化應用,相關產品在新能源汽車上的應用必然也會加快。
不過,目前擺在eVOLT商業化面前的障礙不僅是電池性能,還有地面基礎設施匹配等很多方面。聯創東林基金執行合伙人陳兆煒就提出,eVTOL的運營只是商業化的第一步,還需要考慮飛行人才、管理、運維等方面的服務。“因為沒有先例,所以這些服務也都在探索當中。”他說。
消息來源:中國汽車報