半固態(tài)電池已經(jīng)大概率或?qū)?huì)成為今年“最靚的仔”。

“左右逢源”的半固態(tài)電池，一方面能夠突破液態(tài)鋰電池能量密度天花板，動(dòng)輒就300Wh/kg以上，另一方面能夠兼顧現(xiàn)有設(shè)備產(chǎn)線，讓固態(tài)電池能夠提前“下凡”。截至目前，上汽、廣汽、一汽、東風(fēng)、蔚來、長安等車企，已經(jīng)或即將批量生產(chǎn)半固態(tài)電池車型。

同時(shí)，一個(gè)不同于新能源汽車，規(guī)模達(dá)9萬億美元(約65萬億元人民幣)的超級(jí)大市場，也正在被半固態(tài)電池所撬動(dòng)。

“公司凝聚態(tài)電池能量密度最高可達(dá)500Wh/kg，正在進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機(jī)項(xiàng)目的合作開發(fā)，執(zhí)行航空級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)與測試，滿足航空級(jí)的安全與質(zhì)量要求?！睂幍聲r(shí)代近期在互動(dòng)平臺(tái)表示。曾毓群曾指出，“對(duì)比全固態(tài)電池，我們的凝聚態(tài)電池可更快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且實(shí)現(xiàn)高比能與高安全兼得?！?/p>

從之前地上跑的汽車，水里游的船舶，如今到天上飛的航空器，動(dòng)力電池商業(yè)化的應(yīng)用場景不斷拓展。電池中國注意到，除了寧德時(shí)代外，包括億緯鋰能、孚能科技、力神電池、正力新能、國軒高科等在內(nèi)的眾電池巨頭，也都已卡位布局航空領(lǐng)域的半固態(tài)電池，一時(shí)間市場硝煙彌漫。

01

眾電池巨頭紛紛卡位

以eVTOL(電動(dòng)垂直起降器)為代表的低空經(jīng)濟(jì)是近年來的熱點(diǎn)。國家工信部等多部門聯(lián)合印發(fā)的《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023—2035年)》，提出面向城市空運(yùn)、應(yīng)急救援、物流運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用場景，加快eVTOL等創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用，打造新經(jīng)濟(jì)增長極。

從市場前景來看，eVTOL的廣闊可謂星辰大海。據(jù)Morgan Stanley預(yù)測，到2030年全球eVTOL市場規(guī)模將達(dá)550億美元，2040年市場規(guī)模將超過1萬億美元，2050年市場規(guī)模將達(dá)9萬億美元。

“電池性能是制約eVTOL發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。用于低空飛行場景的電池需要同時(shí)滿足更高能量密度和安全性兩個(gè)要求?！逼桨沧C券在研報(bào)中指出，eVTOL垂直起飛所需要的動(dòng)力是地面行駛的10倍至15倍，這對(duì)電池的能量密度提出了極高要求。

截至目前，各家電池廠商研發(fā)的低空飛行場景用電池多以半固態(tài)電池為主。業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)表示，當(dāng)前eVTOL電池的能量密度達(dá)到285Wh/kg的水平，已經(jīng)接近液態(tài)電池的能量密度上限，(半)固態(tài)電池或?yàn)樽钯N近eVTOL需求的電池技術(shù)。

眾電池企業(yè)已經(jīng)紛紛布局。去年5月，正力新能在行業(yè)率先發(fā)布針對(duì)電動(dòng)航空領(lǐng)域的正力·航空電池。正力新能通過材料體系和電芯設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化，開發(fā)的正力·航空電池能量密度達(dá)到320Wh/kg;在兼顧高能量密度的同時(shí)，該電池依然可以滿足20%SOC下，12C的大倍率放電性能。

今年年初，力神電池宣布完成能量密度達(dá)402Wh/kg半固態(tài)電池的開發(fā)，主要瞄準(zhǔn)超長續(xù)航中高端電動(dòng)汽車，以及eVTOL等領(lǐng)域。在此之前，力神電池已實(shí)現(xiàn)310-360Wh/kg等多款高能量密度電池的開發(fā)或應(yīng)用，主要定位超長續(xù)航電動(dòng)汽車、消費(fèi)類無人機(jī)、飛行汽車和eVTOL等領(lǐng)域。

今年4月，億航智能宣布獲得中國民用航空局頒發(fā)的無人駕駛載人航空器系統(tǒng)生產(chǎn)許可證。這是全球eVTOL領(lǐng)域首張生產(chǎn)許可證。據(jù)了解，國軒高科此前已與億航智能簽署協(xié)議，為其無人駕駛eVTOL產(chǎn)品定制研發(fā)符合中國民用航空局適航標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池解決方案。

“公司下一代半固態(tài)產(chǎn)品具有更高能量密度，適用于低空飛行新興領(lǐng)域?！辨谀芸萍冀诒硎?，公司已與載人飛機(jī)領(lǐng)域的海外和國內(nèi)客戶進(jìn)行了電池方面的合作與供應(yīng)，并且正在積極與國內(nèi)幾家潛在客戶進(jìn)行溝通。據(jù)悉，搭載孚能科技動(dòng)力電池的eVTOL電芯和系統(tǒng)能量密度已分別超過280Wh/kg和230Wh/kg。

億緯鋰能也表示，公司在eVTOL電池領(lǐng)域布局較早，已配合國外某企業(yè)進(jìn)行了三年研究工作，目前已經(jīng)交付了A樣產(chǎn)品，并正協(xié)助客戶獲取相關(guān)航空體系的認(rèn)證。據(jù)悉，億緯鋰能基于50Ah軟包半固態(tài)電池，可實(shí)現(xiàn)330Wh/Kg的能量密度，循環(huán)壽命超過2000次。

02

挺向更高能量密度

相比于新能源汽車動(dòng)力電池，航空動(dòng)力電池性能要求更高。國家工信部發(fā)布的《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案(2024-2030年)》，對(duì)航空電池的性能給出了明確的發(fā)展目標(biāo)：推動(dòng)400Wh/kg級(jí)航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)500Wh/kg級(jí)航空鋰電池產(chǎn)品應(yīng)用驗(yàn)證。

“面向未來實(shí)現(xiàn)400Wh/kg、500Wh/kg的突破，整個(gè)正極迭代方向在往高鎳、超高鎳或者富鋰錳的方向發(fā)展。負(fù)極方向勢必從石墨到硅碳再往鋰金屬方向發(fā)展?！卑不彰司S聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO周莉莎指出。

按照能量密度的技術(shù)發(fā)展趨勢來看，未來航空電池勢必要從半固態(tài)轉(zhuǎn)變成全固態(tài)、鋰金屬電池。億緯鋰能表示，公司布局的下一代電池技術(shù)路線包括固態(tài)電池、鋰金屬電池等。該公司鋰金屬電池已經(jīng)做到450Wh/kg的能量密度。據(jù)悉，安徽盟維的鋰金屬電池能量密度高達(dá)500Wh/kg以上，在多種電動(dòng)航空?qǐng)鼍暗玫綉?yīng)用。

而對(duì)于全固態(tài)電池的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為，要到若干年后才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。寧德時(shí)代表示，現(xiàn)階段全固態(tài)電池里面仍有科學(xué)難題還未解決。雖然該公司已做出固態(tài)電池樣品，但相關(guān)指標(biāo)離實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有較長距離。全固態(tài)電池可能要在2030年后才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。