9萬(wàn)億美元！半固態(tài)電池撬動(dòng)“超級”市場(chǎng)

半固態(tài)電池已經(jīng)大概率或將會(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有設備產(chǎn)線(xiàn)，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(lái)、長(cháng)安等車(chē)企，已經(jīng)或即將批量生產(chǎn)半固態(tài)電池車(chē)型。

同時(shí)，一個(gè)不同于新能源汽車(chē)，規模達9萬(wàn)億美元(約65萬(wàn)億元人民幣)的超級大市場(chǎng)，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500Wh/kg，正在進(jìn)行民用電動(dòng)載人飛機項目的合作開(kāi)發(fā)，執行航空級的標準與測試，滿(mǎn)足航空級的安全與質(zhì)量要求。”寧德時(shí)代近期在互動(dòng)平臺表示。曾毓群曾指出，“對比全固態(tài)電池，我們的凝聚態(tài)電池可更快實(shí)現量產(chǎn)，且實(shí)現高比能與高安全兼得。”

從之前地上跑的汽車(chē)，水里游的船舶，如今到天上飛的航空器，動(dòng)力電池商業(yè)化的應用場(chǎng)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(chǎng)硝煙彌漫。

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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)濟是近年來(lái)的熱點(diǎn)。國家工信部等多部門(mén)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、應急救援、物流運輸等應用場(chǎng)景，加快eVTOL等創(chuàng )新產(chǎn)品應用，打造新經(jīng)濟增長(cháng)極。

從市場(chǎng)前景來(lái)看，eVTOL的廣闊可謂星辰大海。據Morgan Stanley預測，到2030年全球eVTOL市場(chǎng)規模將達550億美元，2040年市場(chǎng)規模將超過(guò)1萬(wàn)億美元，2050年市場(chǎng)規模將達9萬(wàn)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(chǎng)景的電池需要同時(shí)滿(mǎn)足更高能量密度和安全性?xún)蓚€(gè)要求。”平安證券在研報中指出，eVTOL垂直起飛所需要的動(dòng)力是地面行駛的10倍至15倍，這對電池的能量密度提出了極高要求。

截至目前，各家電池廠(chǎng)商研發(fā)的低空飛行場(chǎng)景用電池多以半固態(tài)電池為主。業(yè)內機構表示，當前eVTOL電池的能量密度達到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)電池或為最貼近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)布針對電動(dòng)航空領(lǐng)域的正力·航空電池。正力新能通過(guò)材料體系和電芯設計的不斷優(yōu)化，開(kāi)發(fā)的正力·航空電池能量密度達到320Wh/kg;在兼顧高能量密度的同時(shí)，該電池依然可以滿(mǎn)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402Wh/kg半固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)，主要瞄準超長(cháng)續航中高端電動(dòng)汽車(chē)，以及eVTOL等領(lǐng)域。在此之前，力神電池已實(shí)現310-360Wh/kg等多款高能量密度電池的開(kāi)發(fā)或應用，主要定位超長(cháng)續航電動(dòng)汽車(chē)、消費類(lèi)無(wú)人機、飛行汽車(chē)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(wú)人駕駛載人航空器系統生產(chǎn)許可證。這是全球eVTOL領(lǐng)域首張生產(chǎn)許可證。據了解，國軒高科此前已與億航智能簽署協(xié)議，為其無(wú)人駕駛eVTOL產(chǎn)品定制研發(fā)符合中國民用航空局適航標準的動(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。”孚能科技近期表示，公司已與載人飛機領(lǐng)域的海外和國內客戶(hù)進(jìn)行了電池方面的合作與供應，并且正在積極與國內幾家潛在客戶(hù)進(jìn)行溝通。據悉，搭載孚能科技動(dòng)力電池的eVTOL電芯和系統能量密度已分別超過(guò)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(hù)獲取相關(guān)航空體系的認證。據悉，億緯鋰能基于50Ah軟包半固態(tài)電池，可實(shí)現330Wh/Kg的能量密度，循環(huán)壽命超過(guò)2000次。

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挺向更高能量密度

相比于新能源汽車(chē)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 )新應用實(shí)施方案(2024-2030年)》，對航空電池的性能給出了明確的發(fā)展目標：推動(dòng)400Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn)，實(shí)現500Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品應用驗證。

“面向未來(lái)實(shí)現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。負極方向勢必從石墨到硅碳再往鋰金屬方向發(fā)展。”安徽盟維聯(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(lái)看，未來(lái)航空電池勢必要從半固態(tài)轉變成全固態(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(xiàn)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。據悉，安徽盟維的鋰金屬電池能量密度高達500Wh/kg以上，在多種電動(dòng)航空場(chǎng)景得到應用。

而對于全固態(tài)電池的應用，業(yè)內一致認為，要到若干年后才能實(shí)現大規模商業(yè)化。寧德時(shí)代表示，現階段全固態(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)指標離實(shí)現商業(yè)化還有較長(cháng)距離。全固態(tài)電池可能要在2030年后才能實(shí)現量產(chǎn)。