摘要

在高比能、高倍率、高安全等方面性能上，eVTOL的“既要又要”上了新高度。

馬斯克2019年表示，早已有開發電動飛機的想法，他認為要實現電動飛機的商用，電池技術的改進是關鍵，能量密度門檻為400Wh/kg ，突破的時間約5年。

2021年，馬斯克再次提及造電動飛機，電池能量密度門檻對比2019年上調到450-500Wh/kg水平，這對彼時的特斯拉而言需要在254Wh/kg的基礎上翻倍。

來到2024，如馬斯克所言，全球空域電動化迎來拐點。以電動垂直起降（eVTOL）飛行器來連接城市中各點，打造空中交通被提上日程。

這看似遙遠，但在2019年“全球無人機第一股”之后，圍繞eVTOL命題已在全球涌現“首飛”“首個商業eVTOL服務計劃區”“首張eVTOL-TC”等系列0-1的突破。在交通電動化的新故事中，eVTOL已成為不可忽視的變量。

俯瞰陸地電動化市場，鋰電池在全球范圍內大規模、高增速滲透，過程中有三元/鐵鋰之爭、卷/疊之爭、圓柱/刀片之爭，為爭奪裝機份額瘋狂內卷。

卷市占另一面，是以技術創新驅動的市場增量挖掘。據預計，eVTOL行業的市場規模在2025年達到350億美元，2030年增至3000億美元，2040年有望超過萬億美元。

于動力電池而言，eVTOL在動力電池各項性能指標要求發生“質變”，新一輪的探索正將電動化市場從海洋、陸地向天空升維。

eVTOL市場動力需求“抬頭”

對于eVTOL發展，分析指出，在電池、電機、制造、通訊、智能駕駛系統等各項eVTOL的要素之中，電池或成落地短板。

從需求看來，eVTOL對動力電池的性能要求比電動汽車更高，在高比能、高倍率、高安全等方面性能上，eVTOL的“既要又要”上了新高度。

能量密度方面，從電池企業投入eVTOL應用的產品看來，目前eVTOL電池已來到285Wh/kg水平，對比乘用車三元電池（200Wh/kg）高出四成，更是乘用車鐵鋰電池（140Wh/kg）的兩倍。即便如此，285Wh/kg的性能指標還尚不能滿足要求，為滿足基本的續航，能量密度還需持續上探。

倍率方面，起降的特殊場景要求eVTOL電池的瞬間充放電倍率須在5C以上，而乘用車動力電池在倍率性方面仍處在從1.3-1.7C向1.7-2.5C的邁進階段。

安全方面，高空巡航讓eVTOL對電池的要求前所未有地嚴苛。以美國聯邦航空管理局(FAA)的規則為例，電池系統能夠控制任何故障，在損壞飛機的基礎上允許飛機安全著陸。而乘用車關于電池熱失控的要求則為進入熱失控狀態后為車內人員留有足夠的逃生時間。

2023年下半年，市場中關于eVTOL動力電池的詢單明顯增多。現階段體量雖小，但對于電池企業而言，eVTOL市場是鋰電池動力化尖端技術的“必爭之地”，對其的技術攻關是撬動海陸空全域電動化市場的杠桿。

電池企業集中加碼

目前，全球范圍內以全固態電池、鋰金屬電池為代表的先進電池技術正借由eVTOL市場孕育中。

近期消息，深耕軟包電池的孚能科技已與國際知名的eVTOL制造商達成合作并已開始交付產品。據此前孚能科技披露消息顯示，孚能科技應用于eVTOL的動力電池已可實現能量密度285Wh/kg，最高時速320km/h，單次最長巡航250km；工況測試，電芯可實現10000次以上循環。

包括孚能科技，國內動力電池企業集中發力。

寧德時代已于2023年7月19日與中國商飛、上海交大企業發展集團共同成立商飛時代（上海）航空有限公司，并在此前的2023年4月發布了凝聚態電池，能量密度突破500Wh/kg。

目前，寧德時代正在進行民用電動載人飛機項目的合作開發，執行航空級的標準與測試，滿足航空級的安全與質量要求。同時，公司還將推出凝聚態電池的車規級應用版本。

國軒高科與億航智能于2023年末簽訂戰略合作協議，雙方將共同開發基于億航智能eVTOL產品的動力電芯、電池包、儲能系統和充電基礎設施，探索產業協同發展新模式。

小鵬汽車全球首個電動垂起飛行汽車——匯天飛行汽車X3試驗樣車已在2022年10月成功首飛，而其9系高鎳/硅體系動力電池由中創新航提供。

正力新能瞄準eVTOL市場的動力電池已可實現在320Wh/kg的高能量密度基礎上，滿足20% SOC，12C的大倍率放電以及5C恒流大倍率放電性能。目前，正力新能已與國內外多家頭部電動飛機企業展開深入合作并開展航空適航認證。

此外，深耕先進動力電池技術的創新型企業正借eVTOL市場起勢。

SES AI Corporation（下稱SES）在2023年末宣布發力城市空中交通，其鋰金屬電池通過了過充、針刺、外部短路、熱穩定系列測試，拿到了UN38.3（聯合國危險貨物運輸專家委員會《試驗和標準手冊》第38.3節），該標準也從高溫測試、低溫測試、振動測試、沖擊測試等方面，要求電池安全。

在SES care項目中，SES鋰金屬電池已搭載eVTOL在公益應用中取得良好表現。對于eVTOL市場，SES創始人兼首席執行官胡啟朝在2023年向高工鋰電表示，“一年之內SES要實現鋰金屬電池在eVTOL應用中落地。”

欣視界此前推出的首款鋰金屬電池產品的能量密度達到450 Wh/kg。目前，公司已建成了200MWh的規模產線。

盟維科技單體級鋰金屬電芯能量密度已達500 Wh/kg以上，可通過高低溫、短路、振動、過充過放等國際標準濫用測試。據盟維官方公眾號消息，經過國際客戶實景飛行測試，搭載盟維鋰金屬電池的行業無人機飛行時間延長超過70%。目前，盟維科技已陸續與國內外電動航空領域先進企業達成戰略合作。?

從上述企業的布局看來，eVTOL市場的動力需求指向目前電池企業技術的最尖端——全固態電池。

應警惕的是，在海洋、陸地電動化市場中，動力電池技術是中國新能源汽車產業領跑全球的絕對供應鏈優勢，但這一優勢在eVTOL市場中能得以延續嗎？

中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高曾在2024年1月的公開論壇中表示對于全固態電池的研發要“防止被顛覆”。業內共識是，目前國內發展全固態電池產業在材料界面、工藝、產業鏈、設備各環節面臨的挑戰是巨大的，產學研各界還需協同創新。

審核編輯：劉清