当固态电池遇上低空经济

低空经济，作为战略性新兴产业的璀璨明珠，显著特征是科技引领与创新驱动并存。它展现出产业链条延伸广泛、应用场景纷繁复杂、使用主体多元化以及跨越多部门多领域的综合特性。尤为突出的是，低空经济以其独特的新质生产力属性，表现出巨大的发展潜力。
 
民航局发布的数据显示，到2025年，中国低空经济市场规模预计将达到1.5万亿元，到2035年更有望达到3.5万亿元。在近日召开的国际太阳能光伏与智慧能源大会上，全球绿色能源理事会主席朱共山表示，在低空经济加速“起飞”的商业情境下，“光伏+固态电池+高效储能+超级快充”，为低空经济构筑能量底座。
 
低空经济已加速“起飞”
 
自今年低空经济首次写入政府工作报告以来，低空经济开始高速发展，广东、江苏、上海等地纷纷出台政策助力打开这片新蓝海，“低空经济＋”的应用场景正在无限扩展，各种低空飞行器层出不穷，2024年有望成为低空飞行的元年。
 
目前，深圳正以前所未有的速度构建“天空之城”，在南山公园，无人机配送外卖服务已正式启航，顾客下单后仅需10分钟，美味佳肴即可送达手中；而在龙岗区，峰飞航空科技引领风潮，成功演示了跨海跨城的eVTOL（全称electric Vertical Take-off and Landing，即电动垂直起降飞行器）航线，将深圳至珠海的时间缩短至20分钟，实现了空中“打的”的新体验；同时，宝安区内迎来了全国首个无人驾驶载人航空器的城市空中交通运营中心，为市民与游客提供了从空中俯瞰深圳的非凡视角。作为公认的“无人机之都”，深圳已在短途客运、跨境航空、城市物流及城市管理等多个领域展现出强劲的市场需求。
 
2024年1月1日，《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式实施，标志着国内无人机产业将迈入“法制化、规范化”的发展新阶段，有效促进了国内无人机产业的有序扩张与稳健增长。
 
其中，eVTOL因其具有纯电动、垂直起降、静音飞行等技术优势，被业内人士视为未来低空经济的核心。eVTOL的能源系统主要由电池组成，电池的能量密度、安全性和快充性能是eVTOL能源系统的关键指标，由此可见，如何高效储电成为制约低空经济发展的一大难点。
 
低空经济是固态电池的“练兵场”
 
为保证eVTOL飞行器的性能和市场接受度，eVTOL对电池能量密度、电池倍率性能和安全性提出了较高要求。当前，绝大多数eVTOL飞行器倾向于采用技术成熟且功率密度较高的锂电池作为动力源。这种选择是因为在现有技术、安全标准、飞行距离、适航认证进度以及成本控制等多方面因素下，锂电池能够提供较为均衡的解决方案。
 
然而，从长远来看，氢燃料电池因其潜在的高能量密度而备受瞩目，其能量存储能力理论上可达到锂电池的百倍。但氢燃料电池技术的广泛应用仍面临诸多挑战，主要是氢能产业的完整链条构建及生态系统建设相对滞后，这其中包括制氢的成本与效率、氢气的安全储运以及加氢站等基础设施的缺乏。此外，氢燃料电池在瞬间放电能力上的不足也限制了其在eVTOL领域的应用，因为eVTOL飞行器通常对动力系统的瞬时功率输出有较高要求。可以预见，在短期内，氢燃料电池或氢内燃机在eVTOL领域的实际应用将较为有限。
 
朱共山表示，固态电池“三高一快”（高安全性、高能量密度、高功率和快充）的特性，契合了eVTOL飞行器对动力电池的技术要求。中国工程院院士陈立泉表示，储能产业和低空经济的关键是固态电池，特别是固态锂电池和固态钠电池。考虑成本和技术成熟度等情况，目前主要是电池固态化技术路线。
 

华金证券发布的最新研究报告指出，液态锂电池在能量密度方面存在局限性，其理论上限被限制在300Wh/kg之内。相较之下，固态锂电池展现出显著优势，其能量密度的潜力突破500Wh/kg的界限。
 
恩力动力技术有限公司董事长戴翔强调，对于低空飞行器而言，电池的能量密度至少需提升至300Wh/kg以上，而在某些尖端应用领域，这一标准更是被推高至400Wh/kg以上。然而，目前市场上广泛采用且技术成熟的电池产品，其能量密度大多在200Wh/kg左右。他进一步指出，不同类型的航空器因其特定需求，对电池的能量密度提出了差异化的要求。值得注意的是，要实现300Wh/kg以上的能量密度目标，半固态电池技术的应用成为不可或缺的一环；而若要跨越至400Wh/kg以上的高阶水平，则必须依赖于全固态电池技术的突破与应用。
 
3月27日，工业和信息化部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》，明确提出推动400Wh/kg航空锂电池产品投入量产，实现500Wh/kg航空锂电池产品应用验证。可以预见，未来几年，固态电池将沿着半固态、固态的路径快速进化，满足这一技术要求并在量产中梯次进步。
 
多家企业步入“新蓝海”
 
多家电池企业正在积极布局进入低空经济赛道。
 
恩力动力近日宣布其研发的新型大容量全固态电池在无压力环境下，可实现数百次稳定充放循环，容量保持率仍保持在85%以上，Softbank发布的搭载恩力动力锂金属固态电池的HAPS试飞成功。国轩高科推出46大圆柱电池，在安全性、 能量密度、循环寿命和环境适应性等方匹配无人驾驶eVTOL的动力需求，已经达到了产业化的条件，并已经与亿航智能签订战略合作协议。深圳欣界能源科技有限公司的固态电池能量密度达到450Wh/kg，这使得eVTOL飞行器能在相同的重量或体积下携带更多能量，从而实现飞行距离和续航时间的显著增加。
 
2024年，在业界被双重加冕为“低空经济元年”与“固态电池元年”，两大“元年”交汇，预示着固态电池技术即将在低空经济这一新兴领域迎来前所未有的广泛应用与商业化加速期。此番融合，不仅是技术层面的深度碰撞，更是市场潜力与产业链协同发展的全新启航。
 

(本文不涉密)
责任编辑：王佳琪

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