航空電池能量密度衝刺400Wh/kg,這些企業搶先佈局
“從電池能量密度方面看,車規級的頂點只是航空級的起點。”
近日,正力新能(03677.HK)航空動力電池系統隨零重力飛機工業(合肥)有限公司(下稱零重力)旗下電動固定翼飛機RX1E,取得了中國民航局頒發的適航證,並開啓批量交付。當日,正力新能總裁陳繼程在接受界面新聞等媒體採訪時,針對航空電池做出了以上描述。
陳繼程進一步解釋稱,對於車用動力電池而言,目前業內最高能量密度水平約爲300 Wh/kg,續航可達1000公里,已經完全夠用。然而,對於飛機動力電池來說,320 Wh/kg的能量密度也只能算是一個起點。
在航空應用場景中,飛機克服重力升空、航行需要耗費巨大能量。電池的能量密度直接決定了其單體重量,能量密度越低,重量越高,消耗的能量也更多。因此,航空電池必須在儘可能輕的重量內,儲存儘可能多的能量。
業內目前普遍將400 Wh/kg的電池能量密度,視作航空電池被大規模應用的一道分水嶺。這一能量密度約爲常規車用動力電池的兩倍,能夠支持電動航空器開啓成規模的商業化應用。
工業和信息化部、科技部、財政部、中國民航局在去年聯合印發的《通用航空裝備創新應用實施方案(2024-2030年)》提出,加快佈局新能源通用航空動力技術和裝備,推動400 Wh/kg 級航空鋰電池產品投入量產,實現500 Wh/kg級航空鋰電池產品應用驗證。
不過,現階段,國內航空電池的能量密度距離400 Wh/kg仍有較大差距。
在車用動力電池賽道愈發擁擠的當下,鋰電池廠商陸續切入航空動力電池領域。
據界面新聞不完全統計,截至目前,已有寧德時代(300750.SZ)、國軒高科(002074.SZ)、欣旺達(300207.SZ)、億緯鋰能(300014.SZ)、孚能科技(688567.SH)、中創新航(03931.HK)、正力新能、比克電池、力神電池、凌頂能源等多家國內動力電池廠商佈局航空電池。
然而,大多企業推出的航空電池產品的能量密度都在300 Wh/kg上下。
正力新能成立於2019年,主營業務爲鋰離子動力電池和儲能電池研發、生產及銷售。其中,動力電池業務佔正力新能營收的九成左右。
正力新能在2021年正式立項航空動力電池,並在2023年發佈首款航空電池產品。據正力新能首席產品官於哲勳介紹,正力新能航空電池可適配包括固定翼、多旋翼、複合翼、傾轉旋翼在內的多種構型電動飛機。
傾轉旋翼通常被視作最具發展潛力的電動飛機構型。其是一種將固定翼飛機和直升機融爲一體的新型飛行器,既具有普通直升機垂直起降和空中懸停的能力,又具有渦輪螺旋槳飛機的高速巡航飛行的能力。
由於傾轉旋翼飛機垂直起降等特點,其對電池能量密度的要求更爲嚴苛。
陳繼程指出,即便用目前行業內最頂尖的動力電池搭載傾轉旋翼飛機,也只能支撐20-40分鐘的飛行時間,“飛不遠的同時,也難以形成商業閉環。”
因此,在他看來,未來傾轉旋翼飛機可能不僅僅使用純電這一種的驅動方式,還可能需要運用到電池+氫燃料的混合驅動方式,以此進一步提高能量密度。目前行業也在對該技術趨勢進行研究。
正力新能此次實現量產交付的,是其今年發佈的第二代“三高一快”電芯,採用雙重半固態技術,能量密度超320 Wh/kg,飛機充滿一次電後的航時可達2.5小時,航程接近300公里。
正力新能首席科學家江柯成表示,在低空經濟迫切需要商業化破局的當下,正力新能與零重力的純電動+固定翼的合作方案是一個兼顧可量產和商業價值的方案。
據陳繼程介紹,除能量密度外,航空電池還對安全性能、倍率放電能力方面有更高的要求,且需要電池同時具備極速快充性能。這些性能要求共同組成了正力新能提出的“三高一快”概念。
對於航空電池當前的市場規模,江柯成表示,客觀講,目前該市場的規模並不大,“它仍處於嬰兒期,我們更關注的是未來產業帶動效應和技術引領作用。”
江柯成表示,現階段正力新能佈局航空電池,更看重的是航空動力電池在技術品質以及公司品牌形象上的助力。
“一旦商業閉環形成,產業化速度將遠超預期。”陳繼程對航空電池市場的未來如此預計到。
零重力聯合創始人石紅在當天的活動現場指出,未來隨着航空產業新能源化逐步形成市場規模,航空動力電池系統每年需求量將不低於百億級。零重力成立於2021年,總部位於合肥高新區,主要從事新能源航空器整機研製。
據《華夏時報》援引深圳汽航院院長張瑞鋒的預測數據,2025-2027年,航空動力電池應用場景以無人機物流、觀光遊覽等爲主,需求規模約50億-80億元;2028-2030年,隨着載人eVTOL逐步商業化,航空動力電池市場規模將突破300億元;2030年後,隨着“氫能-鋰電”混合動力技術成熟,航空動力電池市場可能進一步擴容,整體規模有望超千億元。