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飛機也要電動化了?【附鈉離子電池産業技術趨勢展望】

作者:氣鼠我辣

導讀

想象一下未來,飛機可能會換上鈉離子電池!鈉離子電池技術有望在飛機領域取代锂電池,為環保事業做出巨大貢獻。中詳細介紹了鈉離子電池的優勢和在飛機領域的應用前景,讓我們一起看看鈉離子電池的産業化程序和新政對其技術發展的推動!

飛機也要電動化了?【附鈉離子電池産業技術趨勢展望】

鈉離子電池技術的未來發展路徑

鈉離子電池技術在未來有望在電動飛機、低速電動汽車、兩輪電動車、家庭/工業儲能等領域取代鉛酸電池、锂離子電池,為清潔能源領域發展提供新的可能性。

因為鈉離子電池有很多優勢,鈉資源極為豐富,不會出現像鎳、錳、钴這樣的金屬資源一旦短缺就會影響新能源發展的局面。

鈉離子電池的材料成本非常低廉,且不含重金屬,對環境的污染也很小。鈉離子電池的安全性能也要比锂電好很多,成本低還不容易燃燒,隻是因為能量密度稍遜色于锂電,才導緻锂電在實際應用中更為廣泛。

但是即便能量密度稍有欠缺,鈉離子電池仍然可以滿足一些特定的應用場景,比如電動飛機。

因為航空領域對于能量密度的要求極為苛刻,即便是現在的锂電,也難以支撐飛機長途航行的能量需求。

而鈉離子電池由于資源成本低廉的優勢,其未來有望實作規模化生産後,在價格上形成優勢。

因為飛機對于電池的循環壽命要求并不高,隻要能夠支撐一次航行就可以了,是以目前鈉離子電池的循環壽命雖然稍顯短闆,但在實際應用中并不會成為硬傷。

如果飛機真的換上了鈉離子電池,無疑将會給環保事業做出巨大的貢獻。

目前鈉離子電池項目已經開始試飛了,飛機的重量大、使用的能量密度高,如果鈉離子電池能夠在這方面勝任的話,相信其在其它場景也不會有問題。

飛機也要電動化了?【附鈉離子電池産業技術趨勢展望】

鈉離子電池在飛機領域的應用

據悉,甯德時代已經成功試飛了4噸級民用電動飛機,正在加速研發8噸級電動飛機,預計于2027~2028年釋出,航程可達2000~3000公裡。

如果真的能夠如期釋出的話,相信将會成為全球首家推出大型民用電動飛機的航空公司。

這對于飛機市場來說無疑是一次革命性的創新,很有可能會開啟飛機電動化的新紀元。

此前飛機一直無法實作電動化,主要還是受限于傳統的锂離子電池。

即便是目前最先進的固體電池技術,也依然難以滿足飛機高強度使用的需求。

因為飛機一旦出現意外,所有人員都無法短時間内撤離,如果此時發生爆炸的話,後果将會不堪設想。

而傳統锂離子電池的燃燒溫度極高,在飛機行業實作大規模應用的過程中,安全隐患一直是無法逾越的鴻溝。

但是随着鈉離子電池逐漸走向成熟,飛機終于迎來了自己的曙光。

由于鈉離子電池具有資源豐富、價格低廉、安全性好的特點,且已經在其它領域取得了成功應用的經驗,是以在飛機領域的推廣和應用,應該是水到渠成之勢。

此外飛機本身作為重要的交通工具,一直是環保事業的攔路虎。

雖然國際航空公司都在購買碳排放配額,來彌補自己對環境造成的損害,但這種做法終究隻是治标不治本。

隻有真正将飛機從傳統燃油中解放出來,才能真正實作航空領域的碳中和。

如果鈉離子電池能夠真正勝任飛機的驅動能源,并且在2027年之前實作規模化生産,那麼我們就有理由相信,在2030年之前,航空領域的碳排放問題将會得到根本性解決。

飛機也要電動化了?【附鈉離子電池産業技術趨勢展望】

鈉離子電池産業化程序

不過鈉離子電池要想真正應用在飛機上,并不僅僅是技術方面的問題。

此前我們已經說過,雖然鈉離子電池有很多優勢,但是能量密度依然是它的軟肋。

尤其是對于飛機這種對能量密度要求極高的場景來說,現有的鈉離子電池還遠遠不能滿足要求。

即便如甯德時代這樣的大公司已經開始試飛了,但是試飛成功并不代表可以大規模商用。

目前試飛使用的電池很可能是經過二次加工的産品,成本非常高昂,隻有在試驗階段才能承受。

如果真的要應用在飛機上,必須要實作的目标就是降低500Wh/kg以上的能量密度到250Wh/kg左右。

而且不能隻滿足能量密度方面的要求,在循環壽命、安全性、價格等方面也必須達标。

畢竟飛機作為大衆出行工具的重要标志之一,其核心零部件必須要達到航空級别的标準,安全性毫無瑕疵是硬性名額。

雖然從技術上來講,鈉離子電池已經可以做到這一點了,但是從市場化生産和規模化應用上來看,還有很長的一段路要走。

目前市面上能夠看到的鈉離子電池項目并不多,規模也非常小,這種情況下想要降低成本并實作大量生産,顯然是非常困難的。

即便像甯德時代這樣的大廠投入了大量資金和人力去研發,但是也不能保證一定能夠成功。

畢竟新能源電池市場的競争非常激烈,現在锂電就已經處在微利甚至虧損的狀态下,如果鈉離子電池不能快速降價并赢得市場認可,很可能就會面臨淘汰的命運。

即便技術再先進,在使用者還沒有認可它之前,一切都是枉然。是以怎麼樣快速實作鈉離子電池的産業化,無疑是目前擺在我們面前最為緊迫的課題。

新政對鈉離子電池技術發展的推動

這時候當局就起到了非常關鍵的作用。我們都知道,新能源汽車能夠取得今天的成就,很大程度上得盩于國家政策的大力扶持。

如果沒有各種優惠政策來刺激市場需求的話,新能源汽車很難打開局面。

即便像特斯拉這樣擁有頂尖技術和口碑的公司,在進入東方大國市場之初也遇到了不小的阻力,如果不是國家出台政策大力支援新能源汽車發展,也很難想象現在會不會有東方大國特斯拉這樣一個品牌。

同樣的道理,在鈉離子電池走向産業化的道路上,如果當局不能出台相應措施來推動技術更新和市場應用的話,那麼即便再先進的技術也隻能爛在實驗室裡。

不僅無法走向市場,甚至連實驗室之外的更廣闊空間都無法進入。是以我們看到,在過去不久的時間裡,國家相關部門相繼出台了一系列扶持鈉離子電池技術發展的政策。

工信部等六部門就曾聯合釋出檔案指出,要加快鈉離子電池技術突破和規模化應用。尤其是要加強頂層設計群組織實施,在關鍵材料、核心部件、先進制造技術等方面加大投入和研發力度。

此外還要建立完善配套政策體系,加大宣傳推廣力度等。可以說這是國家層面第一次明确表示要支援鈉離子電池發展的檔案。

随後類似的政策檔案還有很多,《關于印發産業技術創新行動計劃的通知》、《關于調整完善新能源汽車推廣應用财政補貼政策的通知》等等。

可以說從政策上來看,《十四五》時期已經是明确支援鈉離子電池發展的一個階段了。而這些政策檔案的出台,并不是當局自己想出來搗鬼玩的。

而是基于目前新能源發展形勢下對技術路徑和出路的探讨之後做出來的決策。

比如目前锂離子電池已經走到了技術上的天花闆,在續航裡程、安全性能、循環壽命等方面幾乎已經盡力而為了。

即便是特斯拉這樣的頂尖品牌,在燃燒全部資源之後終于推出了固态電池,也隻是勉強達到了現有水準,并不能說真正做到了技術革命。

更重要的是锂離子電池作為目前新能源汽車領域主宰的産品,在其它方面也暴露出越來越多的問題。

比如成本上就非常難以為消費者接受,在材料、生産工藝等方面都處在一個非常尴尬的位置。雖然可以說過去十年锂離子電池在新能源汽車發展曆程中立下了赫赫戰功,并且也成功幫助新能源汽車走向了繁榮發展階段。

但是随着技術進步和市場需求更新,《十四五》時期新能源汽車對電池技術提出了更高要求。

這種情況下,如果國家不能及時找到替代方案并支援其發展壯大的話,《十四五》時期新能源汽車發展規劃很難得以落地。

飛機也要電動化了?【附鈉離子電池産業技術趨勢展望】

産業化元年

而在技術方面,《十四五規劃》中也已經明确提出了目标和方向。

根據規劃綱要,《十四五》時期新能源汽車産業發展規劃主要分為三個階段。

第一個階段就是明确目标和方向,在政策上進行引導和扶持;第二個階段則是大力投入研發,在技術上實作重大突破;第三個階段就是規模化生産和推廣應用,在市場上形成競争優勢,并逐漸實作産業轉型。從這個時間表上來看,《十四五》時期被視為鈉離子電池産業化元年。

各項政策和技術措施都在有條不紊地推進中,《2023年鈉離子電池項目已經開始試飛》,各企業制備技術逐漸趨向成熟,推動量産程序正在加速提升。

2024年各種新型材料已經開始大量投入使用,循環壽命得到了明顯提升;2025年行業競争逐漸進入白熱化階段,各家企業都試圖通過降價來搶占市場佔有率;2026年随着規模效應的逐漸顯現,《500Wh/kg》已經成為曆史,“600Wh/kg”甚至已經到來;2027年各家企業已經開始向“750Wh/kg”進軍,《甯德時代已經試飛了4噸級民用電動飛機》,8噸級産品也正在緊鑼密鼓地研發中;2028年飛機試飛取得圓滿成功,“2000~3000公裡”的續航裡程也已經不再遙遠。這是我們從技術演進曲線中可以看到的一個大緻路徑。值得一提的是,在各種技術突破和市場應用背後,《新政對鈉離子電池技術發展的推動起到了非常關鍵的作用》。

結語

鈉離子電池的發展前景令人振奮,尤其是在飛機領域的應用,或許會為航空業帶來一場革命性的變革。國家政策的支援和技術突破的不斷推進,讓我們對鈉離子電池技術的未來充滿期待。你認為鈉離子電池在飛機領域的應用會帶來怎樣的變革。

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