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9万亿美元!半固态电池撬动“超级”市场

2024-05-17 9673

  半固态电池已经大概率或将会成为今年“最靓的仔”。

  “左右逢源”的半固态电池,一方面能够突破液态锂电池能量密度天花板,动辄就300Wh/kg以上,另一方面能够兼顾现有设备产线,让固态电池能够提前“下凡”。截至目前,上汽、广汽、一汽、东风、蔚来、长安等车企,已经或即将批量生产半固态电池车型。

  同时,一个不同于新能源汽车,规模达9万亿美元(约65万亿元人民币)的超级大市场,也正在被半固态电池所撬动。

  “公司凝聚态电池能量密度最高可达500Wh/kg,正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发,执行航空级的标准与测试,满足航空级的安全与质量要求。”宁德时代近期在互动平台表示。曾毓群曾指出,“对比全固态电池,我们的凝聚态电池可更快实现量产,且实现高比能与高安全兼得。”

  从之前地上跑的汽车,水里游的船舶,如今到天上飞的航空器,动力电池商业化的应用场景不断拓展。电池中国注意到,除了宁德时代外,包括亿纬锂能、孚能科技、力神电池、正力新能、国轩高科等在内的众电池巨头,也都已卡位布局航空领域的半固态电池,一时间市场硝烟弥漫。

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众电池巨头纷纷卡位

  以eVTOL(电动垂直起降器)为代表的低空经济是近年来的热点。国家工信部等多部门联合印发的《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》,提出面向城市空运、应急救援、物流运输等应用场景,加快eVTOL等创新产品应用,打造新经济增长极。

  从市场前景来看,eVTOL的广阔可谓星辰大海。据Morgan Stanley预测,到2030年全球eVTOL市场规模将达550亿美元,2040年市场规模将超过1万亿美元,2050年市场规模将达9万亿美元。

  “电池性能是制约eVTOL发展的关键瓶颈。用于低空飞行场景的电池需要同时满足更高能量密度和安全性两个要求。”平安证券在研报中指出,eVTOL垂直起飞所需要的动力是地面行驶的10倍至15倍,这对电池的能量密度提出了极高要求。

  截至目前,各家电池厂商研发的低空飞行场景用电池多以半固态电池为主。业内机构表示,当前eVTOL电池的能量密度达到285Wh/kg的水平,已经接近液态电池的能量密度上限,(半)固态电池或为最贴近eVTOL需求的电池技术。

  众电池企业已经纷纷布局。去年5月,正力新能在行业率先发布针对电动航空领域的正力·航空电池。正力新能通过材料体系和电芯设计的不断优化,开发的正力·航空电池能量密度达到320Wh/kg;在兼顾高能量密度的同时,该电池依然可以满足20%SOC下,12C的大倍率放电性能。

  今年年初,力神电池宣布完成能量密度达402Wh/kg半固态电池的开发,主要瞄准超长续航中高端电动汽车,以及eVTOL等领域。在此之前,力神电池已实现310-360Wh/kg等多款高能量密度电池的开发或应用,主要定位超长续航电动汽车、消费类无人机、飞行汽车和eVTOL等领域。

  今年4月,亿航智能宣布获得中国民用航空局颁发的无人驾驶载人航空器系统生产许可证。这是全球eVTOL领域首张生产许可证。据了解,国轩高科此前已与亿航智能签署协议,为其无人驾驶eVTOL产品定制研发符合中国民用航空局适航标准的动力电池解决方案。

  “公司下一代半固态产品具有更高能量密度,适用于低空飞行新兴领域。”孚能科技近期表示,公司已与载人飞机领域的海外和国内客户进行了电池方面的合作与供应,并且正在积极与国内几家潜在客户进行沟通。据悉,搭载孚能科技动力电池的eVTOL电芯和系统能量密度已分别超过280Wh/kg和230Wh/kg。

  亿纬锂能也表示,公司在eVTOL电池领域布局较早,已配合国外某企业进行了三年研究工作,目前已经交付了A样产品,并正协助客户获取相关航空体系的认证。据悉,亿纬锂能基于50Ah软包半固态电池,可实现330Wh/Kg的能量密度,循环寿命超过2000次。

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挺向更高能量密度

  相比于新能源汽车动力电池,航空动力电池性能要求更高。国家工信部发布的《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》,对航空电池的性能给出了明确的发展目标:推动400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产,实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证。

  “面向未来实现400Wh/kg、500Wh/kg的突破,整个正极迭代方向在往高镍、超高镍或者富锂锰的方向发展。负极方向势必从石墨到硅碳再往锂金属方向发展。”安徽盟维联合创始人、CEO周莉莎指出。

  按照能量密度的技术发展趋势来看,未来航空电池势必要从半固态转变成全固态、锂金属电池。亿纬锂能表示,公司布局的下一代电池技术路线包括固态电池、锂金属电池等。该公司锂金属电池已经做到450Wh/kg的能量密度。据悉,安徽盟维的锂金属电池能量密度高达500Wh/kg以上,在多种电动航空场景得到应用。

  而对于全固态电池的应用,业内一致认为,要到若干年后才能实现大规模商业化。宁德时代表示,现阶段全固态电池里面仍有科学难题还未解决。虽然该公司已做出固态电池样品,但相关指标离实现商业化还有较长距离。全固态电池可能要在2030年后才能实现量产。