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圓柱電池路線大有可為 又一電池公司公布eVTOL領域目标

作者:電池網

摘要:鑒于eVTOL不同發展階段和應用場景對電池性能需求的多樣性,比克電池從型号、結構、化學體系三個次元出發,前瞻性地制定了從小圓柱電池到大圓柱電池的系統技術規劃,具備高能量密度、高功率、高安全、快充電、長循環的特性,為低空經濟市場提供可靠的動力保障。

陸地、海洋、天空……随着锂電池技術不斷演進,應用場景不斷拓展,把工作、生活、交通等從地面轉移到低空中進行的想象照進現實,低空經濟正“低空經濟”蓄勢騰飛。

政策方面,2023年以來,從國家層面到地方層面對低空經濟重點産品eVTOL(電動垂直起降航空器)行業的支援政策密集出台。2024年,低空經濟更是被首次寫入政府工作報告。其中,航空動力電池技術研發不斷推進,《通用航空裝備創新應用實施方案(2024—2030年)》提出,支援電池、電機等優勢企業加大研發投入,提升産品性能,培育一批知名品牌産品。推動400Wh/kg級航空锂電池産品投入量産,實作500Wh/kg級航空锂電池産品應用驗證。

市場方面,通用航空産業是低空經濟的主體,加快以無人化、電動化、智能化為技術特征的通用航空裝備創新應用,是推動低空經濟發展的重要舉措。除了eVTOL初創公司,目前小鵬彙天、廣汽集團、馬斯克等車企已着手布局,并先後釋出eVTOL相關産品。另外,锂電池企業也已經開展航空級電池的技術攻關,部分企業已推出航空級電池産品。

低空經濟萬億市場崛起

一系列強有力的政策支援及市場推進,低空經濟有望得到快速發展。

據悉,eVTOL可分為多旋翼、複合翼、傾轉翼等類型,早期應用聚焦于商業營運和政府服務,例如空中巴士、應急消防,甚至快遞業務等場景,而後逐漸拓展至私人出行市場。

據研究機構EVTank釋出的預測,到2035年,全球eVTOL保有量将達到26,000架,帶動全球eVTOL累計市場規模預計達到1600億美元。未來随着eVTOL的批量傳遞将拉動eVTOL全産業鍊的市場規模達到萬億級。

圓柱電池路線大有可為 又一電池公司公布eVTOL領域目标

比克電池創新工藝部部長許嚴博士

“低空經濟是新質生産力代表之一,預計将帶動萬億市場空間。”比克電池創新工藝部部長許嚴博士在與電池網交流時表示,但根據國家發改委的表态,低空經濟領域仍處于起步階段。盡管有政策的強力驅動和市場的高度關注,實際的産業發展、基礎設施建設,以及市場機制的完善還在初步建構中。

許嚴稱,低空經濟的崛起為電池企業提供了巨大的增長空間和發展機遇。借助低空經濟,電池企業可将前沿技術滲透至更加多元的領域,促進産品性能更新、市場競争力的顯著提升。

作為eVTOL産品的核心元件,電池的性能和安全性直接決定了eVTOL産品終端性能和應用邊界。eVTOL在電芯本征安全、高能量密度、長循環、快充、高放電倍率等方面幾乎要求電芯具備全面極緻性能,而當下對于完全适配eVTOL需求的電芯産品,行業仍處在探索階段。

同時,許嚴還提到,工信部等四部門釋出通知,推動400Wh/kg級航空锂電池産品投入量産。目前行業内電池單體能量密度普遍在280Wh/kg左右,和目标還有一定差距。

研究機構EVTank認為,eVTOL行業的興起為锂電池及下一代電池技術,如全固态電池、锂金屬電池等的應用開辟了新領域,創造了新的增長動能。

圓柱電池路線大有可為

目前用于eVTOL市場的電池封裝形式多樣,多種路線并行開發,方形、軟包和圓柱電池都有其各自的特性。許嚴表示,鑒于eVTOL不同發展階段和應用場景對電池性能需求的多樣性,比克電池從型号、結構、化學體系三個次元出發,前瞻性地制定了從小圓柱電池到大圓柱電池的系統技術規劃,具備高能量密度、高功率、高安全、快充電、長循環的特性,為低空經濟市場提供可靠的動力保障。

圓柱電池路線大有可為 又一電池公司公布eVTOL領域目标

據許嚴分析,圓柱殼體強度高,全生命周期不變形,結構穩定性好;圓柱定向洩壓能力較好,洩壓面積較大,單隻電池起火後,可以控制整包熱蔓延;圓柱電池對于高比能化學體系的适用性更強,産品性能優異,支援快充、高功率、高能量等特性;圓柱電池配組靈活,可以滿足不同應用pack需要,采用CTC設計後,成組效率顯著提高;飛行器電池組存在多形狀、非标準化産品的情況,圓柱電池pack在體積容量有着較強優勢。

許嚴補充道,針對eVTOL市場,比克電池已有一系列滿足需求的産品,同時正在進行針對性研發創新。比克全極耳圓柱電池具備高能量密度、高功率、高安全、快充電、長循環的“三高一快一長”的性能優勢,将能夠有效滿足eVTOL對電芯的需求,目前已完成了從小圓柱到大圓柱電池的技術路徑規劃。

電池網了解到,比克電池是全球圓柱锂電池行業的先行者,有着20餘年圓柱電池的研發經驗,充分利用圓柱本身的優勢,開發适用于eVTOL的産品。圓柱電池形成的全極耳技術路線,通過結構創新,有效降低内阻,提高功率、循環壽命等性能。

許嚴介紹,比克電池全極耳電芯平台2170-48B電芯兼具高容量和高功率性能,能量密度超過270Wh/kg,最大持續放電倍率達到8C,循環壽命大于1000次,同時通過130°C熱箱、重物沖擊、針刺熱失控等多項測試,充分保證飛行安全。

比克電池全極耳2170-55B電芯在能量密度和功率性能方面大幅提升,能量密度達300Wh/kg,全DoD最大持續放電倍率8C,10分鐘可将電量從10%充至80%,适合純電動力eVTOL選擇。

比克電池全極耳2170-25B電芯針對eVTOL混合動力和應急備用電力系統開發,可提供更強大的持續高功率輸出,全DoD最大持續放電倍率達到24C,7分鐘内即可将電量從10%充至80%,循環壽命大于5000次,适用于混合動力eVTOL,适合在極端情況下其應急動力系統選擇。

比克電池大圓柱全極耳平台4680電芯能量密度超302Wh/kg,全極耳4695電芯能量密度超270Wh/kg,在固态技術的加持下,大圓柱電池有望在2030年之前突破400Wh/kg,滿足低空飛行不同場景的高能需求。

值得一提的是,比克電池是國内最早公開大圓柱全極耳技術的電芯廠家之一,早在2020年就釋出了第一篇大圓柱相關專利。截至目前,比克電池大圓柱專利總數近百項,大圓柱全極耳技術專利覆寫全面,電池結構、工藝以及裝置相關的多個領域均有相關專利。

賦予高品質發展新動能

作為eVTOL和其他低空飛行器高效、可靠、綠色的動力來源,锂電池創新是建構核心競争力的關鍵。從材料體系選型、電池結構設計、電池配方設計多個方面出發,比克電池進行差異化設計,進而實作适用于eVTOL的高能量密度兼顧高功率的産品特性。

技術進步的同時也會面臨挑戰,許嚴講述到,比克電池典型的挑戰例如産氣問題,在高能量密度體系下,材料化學反應活性增強,帶來更多的體系不穩定問題,對電池的體系設計,特别是電解液的穩定性設計提出了高要求。比克電池有着二十年的電解液開發經驗和技術積累,通過設計調整可以很好地解決以上問題。

創新是發展的核心驅動力!許嚴表示,比克電池在高能量密度電池技術上,已經實作了多個國内第一:率先實作高鎳高矽産品的批量生産,開創性地将碳納米管應用到産品上以實作高性能,并且也是第一家批量生産國内能量密度最高的圓柱電池産品的企業。公司也是國内較早使用矽負極材料的電池企業,率先實作量産高鎳-矽體系電芯,現已從一代矽走到了三代矽,快充性能優異。

許嚴指出,産業發展同時還需要與産業鍊上下遊夥伴形成更緊密的協同和資源共享,更好地滿足低空經濟這一新興熱門市場的需求。

為推動低空經濟行業高品質發展,許嚴提出建議:

1、加強政策引導與支援:政府應出台更多支援政策,鼓勵技術創新和産業更新,同時建立完善的法規體系,保障安全有序的行業發展環境。

2、推動産學研合作:鼓勵企業、高校、研究機構之間的交流合作,促進技術成果的快速轉化與應用,形成技術創新鍊和價值鍊的深度融合。

3、強化基礎設施建設:加快充電/換電網絡、空中交通管理系統等基礎設施建設,為eVTOL的大規模商業化營運提供必要條件。

針對低空經濟領域發展,許嚴提出了比克電池技術突破與産品優化、标準化與認證、跨界合作與生态建構的主要目标和具體措施。

技術突破與産品優化方面,持續針對eVTOL的應用需求投入研發,真正地開發比對eVTOL性能的産品出來,解決痛點,實作電池能量密度、循環壽命、快速充電及安全性等關鍵名額的顯著提升,以滿足eVTOL對電池的嚴苛要求。

标準化與認證方面,積極參與國際和國内電池标準的制定工作,推動eVTOL電池的标準化程序,確定産品順利通過各項嚴格的安全與性能認證,為大規模應用奠定基礎。

跨界合作與生态建構方面,與eVTOL制造商、空中交通管理服務商、充電基礎設施開發商等協同發展、深度合作,共同建構完善的低空經濟生态系統,加速技術商業化程序,并将全力配合eVTOL制造商,推進落地适航認證,盡早實作(2025-2026年)規模化應用。

許嚴透露,未來,比克電池将持續洞察新的應用領域,加大研發投入,不斷提升電芯優質産能,抓住低空經濟的黃金視窗期,為發展新質生産力積蓄更多動能。

結語:今年政府工作報告提出,要加快發展新質生産力,不斷塑造發展新動能。從今年锂電池市場發展現狀來看,動力電池、儲能電池市場内卷嚴重,開辟新應用領域,創造新的增長動能,低空經濟全新賽道的興起正為電池行業開辟一條新路徑。與此同時,像比克電池一樣,緻力于以創新建構核心競争力并在锂電池領域深耕多年的企業,正以實際行動在全新場景全新賽道搶占發展先機,用技術的進步為eVTOL行業規模化和商業化發力。

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