中國儲能網(wǎng)訊：圍繞低空經(jīng)濟eVTOL（電動垂直起降航空器），國內(nèi)鋰電廠商正在展開一場角逐之戰(zhàn)。
近期，電池廠商欣旺達發(fā)布最新款航空動力電池“欣·云霄2.0”并宣布其第一代產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn)；另一邊電池巨頭寧德時代也宣布獲國際航空航天質(zhì)量管理體系認證，正式達到航空工業(yè)標準；此前3月，億緯鋰能則宣布成為飛行汽車公司小鵬匯天下一代飛行器原理樣機的低壓鋰電池供應商?！度A夏時報》記者梳理發(fā)現(xiàn)，包括寧德時代（300750.SZ）、欣旺達（300207.SZ）、孚能科技（688567.SH）、億緯鋰能（300014.SZ）、中創(chuàng)新航（HK3931）、國軒高科（002074.SZ）等在內(nèi)的多家電池廠商已陸續(xù)切入航空動力電池領域。
航空動力電池何以成為鋰電廠商的兵家必爭之地？
多位業(yè)內(nèi)人士告訴《華夏時報》記者，這背后是兩大因素驅動：一是近年鋰電行業(yè)陷入嚴重內(nèi)卷，企業(yè)急需尋找新的市場空間打破困境；二是低空經(jīng)濟作為新賽道，其衍生的航空動力電池市場仍處于研發(fā)階段，市場競爭格局尚未確立，且發(fā)展前景廣闊。國金證券今年4月發(fā)布的研報預測，到2030年國內(nèi)eVTOL電池市場規(guī)?？蛇_1126億元。
“當前國內(nèi)眾多頭部電池制造商都在積極布局低空產(chǎn)業(yè)的領域，將航空動力電池視為戰(zhàn)略級賽道，投入力度顯著提升?！敝袊瘜W與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長王澤深接受《華夏時報》記者采訪時表示。
“現(xiàn)在鋰電行業(yè)內(nèi)卷嚴重，多數(shù)廠商布局低空經(jīng)濟應該不只是淺嘗一下，而是想下大力氣去做，因為這是打破行業(yè)現(xiàn)有內(nèi)卷局面一個很好的切入點?！闭驿囇芯吭嚎偩幠聦Ρ緢笥浾哒f。
不過，目前來看“理想”與“現(xiàn)實”之間仍有較大差距。eVTOL作為一款新型航空器，其垂直起飛所需動力是地面行駛的10至15倍，電池能量密度要求遠高于車用動力電池。目前主流鋰電池的能量密度通常在150Wh—250Wh/kg左右。而對eVTOL而言，其大規(guī)模商業(yè)化應用對電池的要求是能量密度≥400wh/kg。
這意味著，對多數(shù)鋰電廠商而言，要拿下航空動力電池這塊“蛋糕”，依然任重道遠。
入局：能量密度的沖刺
電池能量密度≥400wh/kg，這是eVTOL真正大規(guī)模飛起來的前提，也是鋰電廠商入局低空經(jīng)濟必須跨越的首道關卡。
在近期舉辦的第十七屆深圳國際電池技術展覽會上，欣旺達正式推出航空動力電池產(chǎn)品“欣·云霄2.0”，能量密度達到360Wh/kg。這是欣旺達自2023年布局低空經(jīng)濟后推出的第二代產(chǎn)品，其一代產(chǎn)品據(jù)稱已量產(chǎn)并完成百公斤級飛行器百公里飛行驗證。
欣旺達研究院院長徐中領透露，公司還在預研400Wh/kg的航空動力電池。同時制定了五代技術升級路線，計劃在2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池能量密度突破500Wh/kg的目標。
相比之下，行業(yè)龍頭寧德時代的入局來得更早，研發(fā)進程也領先一步。早在2023年7月，寧德時代就與中國商飛等主體共同成立商飛時代（上海）航空有限公司。2024年8月，寧德時代又以數(shù)億美元獨家投資國內(nèi)頭部eVTOL主機廠峰飛航空，正式開啟航空動力電池的應用布局。當年6月，寧德時代董事長曾毓群在公開活動上透露，公司已成功試飛了4噸級民用電動飛機，并正在加速8噸級電動飛機的研發(fā)。該項目使用的電池是凝聚態(tài)電池，單體能量密度高達500Wh/kg。
今年1月，搭載寧德時代電池的峰飛航空2噸級eVTOL正式亮相春晚。近期，寧德時代還宣布通過了全球航空航天領域最高質(zhì)量標準AS9100體系認證，標志著公司產(chǎn)品在無人機、eVTOL等領域擁有國際化資質(zhì)保障。
行業(yè)老大之外，一眾鋰電廠商也在沖刺航空動力電池研發(fā)。孚能科技自稱公司已成為全球少數(shù)eVTOL電池量產(chǎn)裝機并完成上萬次實測的企業(yè)，公司eVTOL半固態(tài)電池已進入產(chǎn)業(yè)化階段。孚能科技研究院院長姜蔚然去年12月在采訪中透露，公司第三代半固態(tài)電池處于產(chǎn)品驗證階段，能量密度達到400Wh/kg。
此外，億緯鋰能前沿材料研究所所長冀亞娟今年4月在活動上透露，目前公司硅基軟包電池技術取得重大進展，產(chǎn)品能量密度高達380Wh/kg，可為低空飛行器提供動力支持。今年3月，億緯鋰能公告，公司已收到飛行汽車企業(yè)小鵬匯天的供應商定點開發(fā)通知書，將為后者提供下一代原理樣機低壓鋰電池。
“目前頭部電池廠商已經(jīng)將航空動力電池視為‘第二增長曲線’，研發(fā)投入持續(xù)加碼，行業(yè)整體處于‘技術驗證-小批量試產(chǎn)’階段?！鄙钲谄皆涸洪L張瑞鋒接受《華夏時報》記者采訪時表示，低空經(jīng)濟成為電池廠商的戰(zhàn)略要地，核心在于政策紅利、技術升級與市場藍海的三重驅動，從技術迭代需求看，傳統(tǒng)汽車動力電池技術趨近飽和，而航空動力電池作為新賽道，要求更高能量密度、更高功率密度和極端環(huán)境可靠性，這為電池廠商提供了技術突破的“新戰(zhàn)場”，鋰金屬電池、固態(tài)電池等前沿技術可繞過傳統(tǒng)鋰電專利壁壘，實現(xiàn)換道超車。
“當前國際航空動力電池領域競爭格局呈現(xiàn)‘三國殺’態(tài)勢，一是國際巨頭如美國SES、德國博世等企業(yè)憑借鋰金屬電池技術領先，已進入eVTOL頭部廠商如Joby的供應鏈，但成本控制能力較弱，單Ah成本是國內(nèi)企業(yè)的2-3倍；二是國內(nèi)頭部企業(yè)依托供應鏈成本優(yōu)勢與政策支持，在中低功率領域（如100kW以下無人機）占據(jù)主導，但高端市場（如載人eVTOL）仍需突破適航認證壁壘；三是跨界玩家如廣汽埃安、吉利等車企自研電池，試圖打通‘整車-電池’閉環(huán)，但其航空領域技術積累不足，短期難以撼動專業(yè)電池廠商地位。”張瑞鋒表示。
困局：破解不可達三角
所謂航空動力電池，是指低空飛行器eVTOL所使用的動力電池。eVTOL有載人與載物之分，載物eVTOL等同于大型無人機，而載人eVTOL則等同于小型飛機，后者是低空經(jīng)濟發(fā)展的主要方向，也是各大鋰電廠商主攻的目標。
相比新能源汽車電池，航空動力電池在性能指標上要求更為嚴苛。王澤深介紹，這主要體現(xiàn)在三方面，首先是能量密度需突破400—500Wh/kg，遠超車用電池的200—300Wh/kg，從而滿足飛行器續(xù)航與載重需求；其次是功率輸出需兼顧8—10C倍率起降與3—5C巡航，電池需具備高倍率放電能力；最后是安全性需滿足極端條件（如15米跌落、20℃低溫）下的零失效風險，且故障時需保障冗余電力供應。
正因如此，高能量密度、高充放電倍率、高安全性也被稱為航空動力電池的“不可達三角”，各大鋰電廠商的破局之策是以新技術實現(xiàn)三者的平衡，包括固態(tài)電池、金屬鋰電池等。例如，寧德時代通過凝聚態(tài)電池將能量密度提升至500wh/kg；欣旺達則是先走半固態(tài)電池路線，同時在研全固態(tài)電池，以提升能量密度和安全性。
不過，當前固態(tài)電池技術仍未發(fā)展成熟，因此電池廠商仍需在三者中做取舍。徐中領曾在采訪中透露：“比如在一些高頻起降短途的場景中，我們會犧牲一些電池充電速度，采用換電的方式來解決其他性能的可靠性問題。”
王澤深向記者表示，當前航空動力電池仍面臨三大技術瓶頸，一方面是能量密度提升受限，固態(tài)電池雖有望突破至400—500Wh/kg，但受限于界面接觸、熱穩(wěn)定性及高成本，短期內(nèi)難以商業(yè)化。另一方面是功率與能量密度難以平衡，需通過材料創(chuàng)新和結構設計突破“蹺蹺板效應”，滿足飛行各階段需求。此外，電池極端環(huán)境適應性不足，同時缺乏航空專屬認證體系，成本居高不下。這些挑戰(zhàn)亟須材料、系統(tǒng)設計和適航標準的協(xié)同突破。
一位eVTOL企業(yè)高管告訴本報記者，目前國內(nèi)電池廠商的航空動力電池剛剛起步，還不能完全滿足eVTOL規(guī)?；逃玫男阅苄枨?，“續(xù)航焦慮仍然客觀存在”。
“據(jù)我所知，現(xiàn)在國內(nèi)eVTOL產(chǎn)品普遍用的是國產(chǎn)電池。不過目前國內(nèi)電池廠家的航空動力電池剛剛起步，還不能完全滿足eVTOL規(guī)?；逃玫男阅苄枨?，續(xù)航焦慮客觀存在?！眹鴥?nèi)eVTOL主機廠零重力飛機工業(yè)（合肥）有限公司首席戰(zhàn)略官陳炎接受本報記者采訪時就表示，為有效解決續(xù)航焦慮問題，該公司的固定翼飛機和多旋翼eVTOL產(chǎn)品都采用了換電設計。其樂觀估計，未來5年內(nèi)航空動力電池有望成為新能源汽車同樣的規(guī)?；袌?，屆時主機廠、電池廠等產(chǎn)業(yè)鏈上下游將會形成相對契合發(fā)展的局面。
陳炎認為，未來航空動力電池主要需提升兩大方面性能，一是電池能量密度進一步取得突破，二是在安全性特別是熱失控方面進一步完善。具體而言，其認為eVTOL大規(guī)模商業(yè)化應用對電池的要求包括能量密度≥400wh/kg、循環(huán)壽命≥2000次循環(huán)。
“就三元鋰電池來看，發(fā)展方向大概率會是46系列電芯成為eVTOL首選。固態(tài)電池何時能滿足這種需求，還有待觀察。目前我們用的是能量密度最高的國產(chǎn)三元鋰電池，電芯能量密度為320wh/kg。不過除了三元鋰電池廠商，我們還與金屬鋰電池和氫燃料電池企業(yè)建立了合作關系。”陳炎說。
未來：何時能盈利？
盡管技術研發(fā)尚未跟上市場需求，但航空動力電池已經(jīng)顯現(xiàn)出一個較為龐大的市場前景。
張瑞鋒介紹，短期（2025—2027年）來看，航空動力電池應用場景以無人機物流、觀光游覽等為主，需求規(guī)模約50億元—80億元，主要集中在300Wh/kg級磷酸鐵鋰和400Wh/kg級三元電池。從中期（2028—2030年）來看，隨著載人eVTOL逐步商業(yè)化，500Wh/kg級鋰金屬電池將成為主流，市場規(guī)模突破300億元，年復合增長率超50%。從長期（2030年后），隨著“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，疊加儲能、航空應急電源等衍生需求，整體規(guī)模有望超千億元。
航空動力電池千億市場從何而來？這背后是兩大原因影響：一方面，電池作為eVTOL的核心零部件，成本不菲且占總機成本比例較高。“eVTOL電池成本與供應鏈整合能力存在直接關系，同時還與供貨量直接相關。當前eVTOL電池不是標準化貨架產(chǎn)品，全部需要定制。因此電池價格不可能便宜，特別是與車用電池相比可以說相當昂貴。在BOM成本中，連同電機、電控會占到一架eVTOL總成本四分之一甚至三分之一。”陳炎向記者介紹。
另一方面是受eVTOL電池更換頻率影響。陳炎稱：“根據(jù)目前電池行業(yè)的技術水準，一臺eVTOL電池可以使用5—10年，具體要看電池本身的循環(huán)次數(shù)，還要看具體的應用場景。大體評估，eVTOL電池市場將在3年后開始起量，出貨量會比現(xiàn)在高出一個數(shù)量級，5年后可能會再上一個數(shù)量級?！?
國金證券今年4月發(fā)布的研報顯示，到2030年國內(nèi)eVTOL電池市場規(guī)?？蛇_1126億元，其中包括98億元的前裝市場和1028億元的后裝市場。
前裝市場方面，根據(jù)《客運eVTOL應用與市場白皮書》預計，2030年國內(nèi)累計eVTOL需求量為16316架，假設單eVTOL帶電量200kWh，價格3元/Wh（航空級電池較車用電池價格高1個數(shù)量級），對應單機電池價值量60萬元，則對應前裝市場累計約98億元。
后裝市場受更換頻率影響彈性更大。其測算在單天飛行8次，電池循環(huán)壽命1000圈的假設下，eVTOL電池的更換次數(shù)達到14次。而在eVTOL20年生命周期內(nèi)，2030年國內(nèi)累計eVTOL需求量預計為16316架，假設更換均價單機45萬元，提供電池后裝市場累計約1028億元。
航空動力電池市場前景可觀，但商業(yè)化時間表仍不清晰。王澤深認為，航空動力電池的商業(yè)化進程取決于技術突破、適航認證及市場需求的協(xié)同推進。當前，高能量密度、高安全性的固態(tài)電池和鋰硫電池等技術仍處于研發(fā)驗證階段，規(guī)?；a(chǎn)與成本控制尚未成熟。同時適航標準嚴苛，認證周期長，需產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同攻關。盡管eVTOL等新興場景帶來潛在需求，但短期仍以示范運營為主，大規(guī)模商用預計還需5—10年。
因此，目前來看航空動力電池何時能給鋰電廠商帶來盈利也未可知。不過，在墨柯看來，航空動力電池技術要求更嚴苛，毛利率也會更高，這意味著企業(yè)盈利的產(chǎn)量門檻相比新能源汽車電池會更低。
張瑞鋒認為，航空動力電池已從“概念期”進入“技術攻堅與場景落地并行”階段，未來3—5年將是行業(yè)分化的關鍵期，具備技術儲備（如鋰金屬/固態(tài)電池）、供應鏈整合能力（如與材料廠商合資建廠）和政策資源的企業(yè)有望率先盈利。
“對于載人eVTOL電池領域而言，鋰金屬電池預計在2026年—2028年完成適航認證并小批量裝車，但初期成本較高，單套電池成本超百萬元，企業(yè)可能通過政府補貼實現(xiàn)盈虧平衡，長期則需要規(guī)模效應降本，即目標成本＜5000元/kWh。”張瑞鋒表示。
