中國粉體網訊 低空經濟是以低空(1000 m以下)飛行活動為核心,以飛行汽車、電動垂直起降飛行器(eVTOL)、低空智聯網等技術組成的新質生產力,通過與空域、市場等要素相互作用,帶動相關基礎設施、飛行器制造、運營服務和飛行保障等領域發展的綜合性經濟形態。
圖片來源:央視網
eVTOL在2025蛇年央視春晚上的亮相,讓全世界感受到了低空飛行器的魅力。
目前市場上主流的低空飛行器通常采用的是能量密度為280~320Wh/kg的鋰離子電池,這類電池的正極通常采用鈷酸鋰材料或三元材料,負極通常采用人造石墨或硅碳負極材料。該類電池能量密度較高,在高倍率放電性能方面可滿足低空飛行器的短時使用需求,但從長期來看,該類電池的能量密度仍無法覆蓋低空飛行器所有的應用場景,例如eVTOL或其他大型電動飛行器需要跨城區遠距離飛行(>250km),所以,eVTOL要求電池高安全、高能量密度、高功率密度。
當前,固態電池在低空飛行器的應用受到政策、產業鏈和市場需求等多方面有利因素的推動。
政策支持,低空經濟駛入快車道
2023年12月,低空經濟在中央經濟工作會議上被確立為我國的戰略性新興產業,各地紛紛展開試點,推動無人機、eVTOL等應用場景的拓展,勾勒低空經濟的發展藍圖。2024年中央及地方政府發布一系列低空經濟重大措施,引領低空經濟快速發展。
1月1日,《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》正式實施。
3月5日,“低空經濟”首次寫入國務院政府工作報告。
5月21日,《廣東省推動低空經濟高質量發展行動方案(2024~2026年)》發布。
7月1日,中國民航局促進低空經濟發展領導小組成立。
7月21日,發展通用航空和低空經濟首次寫入黨的二十屆三中全會《決定》。
8月3日,中國低空經濟聯盟在北京發起成立。
11月5日,工業和信息化部低空產業發展領導小組成立。
11月27日,《有效降低全社會物流成本行動方案》發布,鼓勵發展與低空經濟等相結合的物流新模式。
12月10日,中國氣象局發布《低空經濟氣象科技創新工作方案(2024~2030)》。
12月12日,中央經濟工作會議強調,加快發展新質生產力,培育低空經濟等未來產業。
12月23日,《關于加快建設統一開放的交通運輸市場的意見》發布,明確持續推進空管改革,發展低空經濟。
12月25日,國家發展改革委低空經濟發展司正式成立。
中國低空經濟聯盟相關負責人表示,2024年國家對低空經濟高度重視,地方政府積極行動,社會各界積極參與,為我國低空經濟全面深入推進打下堅實基礎。2025年,低空經濟的國家頂層設計、低空經濟路線圖和相關空中交通的標準與規則、政策法規將會陸續出臺,各級地方政府將會加快空中交通網絡建設和地面若干飛行服務保障設施建設。到2030年,我國各主要城市將全面進入低空經濟時代。
2023年由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。從這一目標要求可以看出,低空飛行器對續駛能力的剛性要求。
固態電池成為低空經濟的核心
eVTOL作為未來低空經濟的核心,其能源系統主要由電池組成,電池的能量密度、安全性和快充性能是eVTOL能源系統的關鍵指標,由此可見,如何高效儲電成為制約低空經濟發展的一大難點。
為保證eVTOL飛行器的性能和市場接受度,eVTOL對電池能量密度、電池倍率性能和安全性提出了較高要求。當前,絕大多數eVTOL飛行器傾向于采用技術成熟且功率密度較高的鋰電池作為動力源。這種選擇是因為在現有技術、安全標準、飛行距離、適航認證進度以及成本控制等多方面因素下,鋰電池能夠提供較為均衡的解決方案。
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。
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。所以,需要半固態電池、固態電池發揮作用,以滿足eVTOL的需求。
企業競逐低空飛行器固態電池
固態電池在eVTOL領域的應用持續升溫,相關企業也在該領域積極布局。億航智能、孚能科技、力神電池、寧德時代等相繼披露在eVTOL領域的固態電池產品進展。
2024年11月份,億航智能EH216-S全球首次eVTOL固態電池飛行試驗的成功,標志著固態電池在低空經濟領域的應用得到了重大突破。在2025年央視總臺春晚舞臺上,億航智能EH216-S無人駕駛載人航空器震撼登場,七機同飛的場面,充分展現了億航智能在無人駕駛、集群調度、安全飛行、高效管控的獨特優勢和價值得到了廣泛認可。
孚能科技表示,公司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。此外,廣州工控集團計劃推動孚能科技融入廣州市低空經濟發展布局,加強與廣州小鵬汽車科技有限公司、億航智能等企業的合作,搶占產業發展先機。目前,孚能科技已與上述企業對接相關需求。
力神電池研發的高比能電池產品已成功應用于飛行汽車領域,開啟了低空交通領域的新篇章。據悉,該產品技術成熟,綜合性能優異,具備高能量密度、高功率性能、高安全性,能量密度達325Wh/kg,具備3C持續放電和6C脈沖能力,工作環境溫度-30~55°C,并通過了GB38031-2020及150°C熱箱等安全測試,支持噸級eVTOL各工況下的使用需求。目前,力神動力電池已完成高比能半固態迭代產品開發,可為客戶提供更優的電芯輕量化設計方案和巡航能力。
寧德時代已與上海峰飛航空科技有限公司簽署戰略投資與合作協議,共同致力于eVTOL航空電池開發。
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。
恩力動力研發的新型大容量全固態電池在無壓力環境下表現出色,實現數百次穩定充放循環且容量保持率超85%,其鋰金屬固態電池已搭載HAPS試飛成功。
國軒高科推出的46大圓柱電池則完美匹配無人駕駛eVTOL的動力需求,已具備產業化條件,并與億航智能達成戰略合作。
綜合來看,不管是深耕傳統鋰電池領域的廠商,還是在固態電池賽道嶄露頭角的新興企業,都將目光聚焦于低空飛行場景,積極投身于更高性能固態電池產品的研發,全力搶占市場先機。
小結
固態電池作為低空飛行器的關鍵動力選擇之一,隨著低空經濟產業布局的不斷推進,市場對固態電池的需求正呈持續上揚態勢。未來,固態電池極有可能開拓全新的產業發展版圖,成長為低空經濟領域的全新增長引擎,為低空經濟的騰飛注入強勁動力。
參考來源:
2024中國低空經濟重大事件發布.中國航空報
動力電池企業放飛eVTOL賽道.中國汽車報
上市公司競逐低空飛行器固態電池 誰將勇奪先機?.證券日報
低空飛行續航焦慮如何破解?——“低空經濟發展五問”系列報道之五.中國電子報
(中國粉體網編輯整理/蘇簡)
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