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飞机也要电动化了?【附钠离子电池产业技术趋势展望】

作者:气鼠我辣

导读

想象一下未来,飞机可能会换上钠离子电池!钠离子电池技术有望在飞机领域取代锂电池,为环保事业做出巨大贡献。中详细介绍了钠离子电池的优势和在飞机领域的应用前景,让我们一起看看钠离子电池的产业化进程和新政对其技术发展的推动!

飞机也要电动化了?【附钠离子电池产业技术趋势展望】

钠离子电池技术的未来发展路径

钠离子电池技术在未来有望在电动飞机、低速电动汽车、两轮电动车、家庭/工业储能等领域取代铅酸电池、锂离子电池,为清洁能源领域发展提供新的可能性。

因为钠离子电池有很多优势,钠资源极为丰富,不会出现像镍、锰、钴这样的金属资源一旦短缺就会影响新能源发展的局面。

钠离子电池的材料成本非常低廉,且不含重金属,对环境的污染也很小。钠离子电池的安全性能也要比锂电好很多,成本低还不容易燃烧,只是因为能量密度稍逊色于锂电,才导致锂电在实际应用中更为广泛。

但是即便能量密度稍有欠缺,钠离子电池仍然可以满足一些特定的应用场景,比如电动飞机。

因为航空领域对于能量密度的要求极为苛刻,即便是现在的锂电,也难以支撑飞机长途航行的能量需求。

而钠离子电池由于资源成本低廉的优势,其未来有望实现规模化生产后,在价格上形成优势。

因为飞机对于电池的循环寿命要求并不高,只要能够支撑一次航行就可以了,所以目前钠离子电池的循环寿命虽然稍显短板,但在实际应用中并不会成为硬伤。

如果飞机真的换上了钠离子电池,无疑将会给环保事业做出巨大的贡献。

目前钠离子电池项目已经开始试飞了,飞机的重量大、使用的能量密度高,如果钠离子电池能够在这方面胜任的话,相信其在其它场景也不会有问题。

飞机也要电动化了?【附钠离子电池产业技术趋势展望】

钠离子电池在飞机领域的应用

据悉,宁德时代已经成功试飞了4吨级民用电动飞机,正在加速研发8吨级电动飞机,预计于2027~2028年发布,航程可达2000~3000公里。

如果真的能够如期发布的话,相信将会成为全球首家推出大型民用电动飞机的航空公司。

这对于飞机市场来说无疑是一次革命性的创新,很有可能会开启飞机电动化的新纪元。

此前飞机一直无法实现电动化,主要还是受限于传统的锂离子电池。

即便是目前最先进的固体电池技术,也依然难以满足飞机高强度使用的需求。

因为飞机一旦出现意外,所有人员都无法短时间内撤离,如果此时发生爆炸的话,后果将会不堪设想。

而传统锂离子电池的燃烧温度极高,在飞机行业实现大规模应用的过程中,安全隐患一直是无法逾越的鸿沟。

但是随着钠离子电池逐渐走向成熟,飞机终于迎来了自己的曙光。

由于钠离子电池具有资源丰富、价格低廉、安全性好的特点,且已经在其它领域取得了成功应用的经验,因此在飞机领域的推广和应用,应该是水到渠成之势。

此外飞机本身作为重要的交通工具,一直是环保事业的拦路虎。

虽然国际航空公司都在购买碳排放配额,来弥补自己对环境造成的损害,但这种做法终究只是治标不治本。

只有真正将飞机从传统燃油中解放出来,才能真正实现航空领域的碳中和。

如果钠离子电池能够真正胜任飞机的驱动能源,并且在2027年之前实现规模化生产,那么我们就有理由相信,在2030年之前,航空领域的碳排放问题将会得到根本性解决。

飞机也要电动化了?【附钠离子电池产业技术趋势展望】

钠离子电池产业化进程

不过钠离子电池要想真正应用在飞机上,并不仅仅是技术方面的问题。

此前我们已经说过,虽然钠离子电池有很多优势,但是能量密度依然是它的软肋。

尤其是对于飞机这种对能量密度要求极高的场景来说,现有的钠离子电池还远远不能满足要求。

即便如宁德时代这样的大公司已经开始试飞了,但是试飞成功并不代表可以大规模商用。

目前试飞使用的电池很可能是经过二次加工的产品,成本非常高昂,只有在试验阶段才能承受。

如果真的要应用在飞机上,必须要实现的目标就是降低500Wh/kg以上的能量密度到250Wh/kg左右。

而且不能只满足能量密度方面的要求,在循环寿命、安全性、价格等方面也必须达标。

毕竟飞机作为大众出行工具的重要标志之一,其核心零部件必须要达到航空级别的标准,安全性毫无瑕疵是硬性指标。

虽然从技术上来讲,钠离子电池已经可以做到这一点了,但是从市场化生产和规模化应用上来看,还有很长的一段路要走。

目前市面上能够看到的钠离子电池项目并不多,规模也非常小,这种情况下想要降低成本并实现大量生产,显然是非常困难的。

即便像宁德时代这样的大厂投入了大量资金和人力去研发,但是也不能保证一定能够成功。

毕竟新能源电池市场的竞争非常激烈,现在锂电就已经处在微利甚至亏损的状态下,如果钠离子电池不能快速降价并赢得市场认可,很可能就会面临淘汰的命运。

即便技术再先进,在用户还没有认可它之前,一切都是枉然。所以怎么样快速实现钠离子电池的产业化,无疑是当前摆在我们面前最为紧迫的课题。

新政对钠离子电池技术发展的推动

这时候当局就起到了非常关键的作用。我们都知道,新能源汽车能够取得今天的成就,很大程度上得盩于国家政策的大力扶持。

如果没有各种优惠政策来刺激市场需求的话,新能源汽车很难打开局面。

即便像特斯拉这样拥有顶尖技术和口碑的公司,在进入东方大国市场之初也遇到了不小的阻力,如果不是国家出台政策大力支持新能源汽车发展,也很难想象现在会不会有东方大国特斯拉这样一个品牌。

同样的道理,在钠离子电池走向产业化的道路上,如果当局不能出台相应措施来推动技术升级和市场应用的话,那么即便再先进的技术也只能烂在实验室里。

不仅无法走向市场,甚至连实验室之外的更广阔空间都无法进入。所以我们看到,在过去不久的时间里,国家相关部门相继出台了一系列扶持钠离子电池技术发展的政策。

工信部等六部门就曾联合发布文件指出,要加快钠离子电池技术突破和规模化应用。尤其是要加强顶层设计和组织实施,在关键材料、核心部件、先进制造技术等方面加大投入和研发力度。

此外还要建立完善配套政策体系,加大宣传推广力度等。可以说这是国家层面第一次明确表示要支持钠离子电池发展的文件。

随后类似的政策文件还有很多,《关于印发产业技术创新行动计划的通知》、《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》等等。

可以说从政策上来看,《十四五》时期已经是明确支持钠离子电池发展的一个阶段了。而这些政策文件的出台,并不是当局自己想出来捣鬼玩的。

而是基于当前新能源发展形势下对技术路径和出路的探讨之后做出来的决策。

比如目前锂离子电池已经走到了技术上的天花板,在续航里程、安全性能、循环寿命等方面几乎已经尽力而为了。

即便是特斯拉这样的顶尖品牌,在燃烧全部资源之后终于推出了固态电池,也只是勉强达到了现有水平,并不能说真正做到了技术革命。

更重要的是锂离子电池作为当前新能源汽车领域主宰的产品,在其它方面也暴露出越来越多的问题。

比如成本上就非常难以为消费者接受,在材料、生产工艺等方面都处在一个非常尴尬的位置。虽然可以说过去十年锂离子电池在新能源汽车发展历程中立下了赫赫战功,并且也成功帮助新能源汽车走向了繁荣发展阶段。

但是随着技术进步和市场需求升级,《十四五》时期新能源汽车对电池技术提出了更高要求。

这种情况下,如果国家不能及时找到替代方案并支持其发展壮大的话,《十四五》时期新能源汽车发展规划很难得以落地。

飞机也要电动化了?【附钠离子电池产业技术趋势展望】

产业化元年

而在技术方面,《十四五规划》中也已经明确提出了目标和方向。

根据规划纲要,《十四五》时期新能源汽车产业发展规划主要分为三个阶段。

第一个阶段就是明确目标和方向,在政策上进行引导和扶持;第二个阶段则是大力投入研发,在技术上实现重大突破;第三个阶段就是规模化生产和推广应用,在市场上形成竞争优势,并逐步实现产业转型。从这个时间表上来看,《十四五》时期被视为钠离子电池产业化元年。

各项政策和技术措施都在有条不紊地推进中,《2023年钠离子电池项目已经开始试飞》,各企业制备技术逐步趋向成熟,推动量产进程正在加速提升。

2024年各种新型材料已经开始大量投入使用,循环寿命得到了明显提升;2025年行业竞争逐渐进入白热化阶段,各家企业都试图通过降价来抢占市场份额;2026年随着规模效应的逐步显现,《500Wh/kg》已经成为历史,“600Wh/kg”甚至已经到来;2027年各家企业已经开始向“750Wh/kg”进军,《宁德时代已经试飞了4吨级民用电动飞机》,8吨级产品也正在紧锣密鼓地研发中;2028年飞机试飞取得圆满成功,“2000~3000公里”的续航里程也已经不再遥远。这是我们从技术演进曲线中可以看到的一个大致路径。值得一提的是,在各种技术突破和市场应用背后,《新政对钠离子电池技术发展的推动起到了非常关键的作用》。

结语

钠离子电池的发展前景令人振奋,尤其是在飞机领域的应用,或许会为航空业带来一场革命性的变革。国家政策的支持和技术突破的不断推进,让我们对钠离子电池技术的未来充满期待。你认为钠离子电池在飞机领域的应用会带来怎样的变革。

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