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锂电池有个“上天梦"

日期:2023-10-20    来源:星球储能所

国际储能网

2023
10/20
14:10
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关键词: 锂电池 储能电池 宁德时代

人类生来没有翅膀,但从未放弃征服长空。

从古敦煌飘逸自在、凌空翱翔的飞天神话,到明代万户尝试借绑缚火箭的“飞椅”,手举风筝飞上天空。1783年,法国蒙哥尔费兄弟成功制成可以载人的热气球,同年,人类完成首次热气球旅行,真正进入“航空时代”。

回顾世界汽车百年历史,很多人可能不知道的是,电动车的诞生远比燃油车早了近半个世纪,甚至于19世纪下半叶就在欧美得到了较为广泛的运用。

※ 一则标价$2250的电动车广告

在此后的诸多岁月里,早期蓄电池如今已为人所熟知的能量密度不够、续航能力不足、充电时间太长等问题逐渐暴露出来,电动机才遭到历史无情的淘汰。

伴随能量密度一路走高,放电效率和续航能力日渐增强,锂离子电池扮演着电动汽车时代的绝对宠儿。在“飞行汽车”即将登上历史舞台之际,锂电池也再度成为引领下一个时代的“天命之子”。

看似空中楼阁的“飞行汽车”(eVTOL)时代,或许比我们想象中还要近得许多。

冰山一角

1917年,美国航空先驱格伦·柯蒂斯(Glenn Curtiss)发明了一种名为“Autoplane”的新型交通工具。

※ 柯蒂斯与他的“飞行汽车”

这种将卡尔·本茨发明的汽车与莱特兄弟发明的飞机合二为一的新设计,最终没能飞上天空,但“汽车+飞机”的妙想仍使柯蒂斯被后人尊称为“飞行汽车之父”。

在飞行汽车的诸多构想中,eVTOL(Electric Vertical Takeoff and Landing)也即电动垂直起降飞行器,是目前看来最有望实现的一条路径。

尽管至今听上去都颇具奇闻色彩,然而飞行汽车已着实不是什么新鲜事物,世界各大飞机、汽车制造商远在汽车电动化尚未趋近成熟的阶段便多有涉足。

※ 吉利旗下的太力飞车Transition(TF-1)

比较反直觉的是,与马斯克SpaceX冲出地球的太空探索不同,看似科幻指数极高的飞行汽车,其本质仍是汽车电动化的衍生。初期替代直升飞机在特殊场景下的应用,最终面向的仍是普罗大众的出行市场。

这意味着,eVTOL领域或将成为新能源汽车厂商“空中出行”下一站的主战场。

关注新能源汽车行业的读者可能多少知道,小鹏早自2013年便涉足载人飞行器领域,其最新第五代产品旅航者X2于2021年亮相并在国内实现首飞,同年官宣第六代飞行汽车计划,并确定2024年实现量产及100万以内的售价。

※ 小鹏汇天旅航者X2迪拜试飞

如果说几年前就画下的大饼尚不足以说明什么问题,近期多方动作便让人很难不感到柯蒂斯当年未能实现的梦想或许离我们并不遥远。

10月10日,工信部、财政部等四部门印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》(以下简称“纲要”)。

纲要提出,到2025 年,目标使用可持续航空燃料的国产民用飞机实现示范应用,电动通航飞机投入商业应用,电动垂直起降航空器(eVTOL)实现试点运行,氢能源飞机关键技术完成可行性验证。到2035 年,建成具有完整性、先进性、安全性的绿色航空制造体系,新能源航空器成为发展主流。

这意味着,不仅飞行汽车有望在两年内实现试点运行,整个航空领域都将在未来十年内迈向新能源化、电动化转型的“大换血”。

就行业动态来看,紧随发展纲要公布,全球首张eVTOL型号合格证落地的消息,再令行业为之一振。

※ EH216-S外观近似大号无人机

10月13日,美股上市公司亿航智能控股有限公司(简称“亿航智能”)宣布,其自主研发的EH216-S无人驾驶载人航空器系统获得中国民用航空局正式颁发的型号合格证。标志着EH216-S的型号设计充分符合中国民航局的安全标准与适航要求,具备了无人驾驶航空器载人商业运营的资格。

10月18日,公司与合肥市人民政府签署战略合作协议,在安徽省合肥市共同打造低空经济产业生态。

后者计划为亿航智能提供总价值为1亿美元的各项支持,包括协调或促进不少于100架EH216系列无人驾驶航空器的采购订单,以及资金支持。

7月26 日,吉利科技集团旗下沃飞长空与与亚太地区最大的公务机公司华龙航空签署战略协议,取得100架AE200型载人飞行器公务航空订单。

※ 沃飞长空AE200飞行测试

我们前文提及的小鹏,今年以来也是动作不断。

1月30日,小鹏汇天旅航者X2正式获得由中国民用航空中南地区管理局颁发的特许飞行证,成为国内首款提出申请并成功获批的有人驾驶eVTOL产品;8月26日,旅航者 X2在湖南长沙完成1.5公里飞越湘江演示,全程用时 4 分钟。

科幻味十足的飞行汽车浅露冰山一角便足令人感到新奇万分,而在产业准备成熟度或超市场认知的水面之下,锂电池行业“下海又上天”的漫漫征途同样值得称道。

水面之下

面对锂电池“上天”这个似乎有些悬浮的梦想,行业为之积蓄的力量却足够脚踏实地。

早在2019年,就有外媒报道称,比亚迪将与空客电池公司(Airbus Battery CoC)密切合作,共同致力于为航空航天各类飞行器研发新型电池。

※ 小鹏汇天第六代飞行汽车概念图

正力新能在今年5月推出了能量密度320Wh/kg的航空电池;孚能科技表示与国际知名eVTOL制造商达成合作,其中一款航空电池产品可以支持大约400多公里的续航里程;中创新航则已经确认将为下一代小鹏汇天飞行汽车X3提供9系高镍电池,完成海陆空电池配套“大满贯”。

尽管有行业龙头相继下场,但正如我们前文所提及的那样,锂电池上天绝非一件容易的事情。

马斯克在过去十多年间,已不止一次公开表示过他花了很多时间思考电动飞机设计。甚至在客串《钢铁侠》电影时,还有对钢铁侠提到自己想做“electric jet”的台词。

※ 马斯克客串《钢铁侠2》谈及电动飞机

但他也同时在社交平台上指出,这一切的前提将基于电池性能的提升。马斯克表示,电池能量密度达到400Wh/kg后,做到用更轻的电池提供更多的电力,电动飞机上天就能够成立。

《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》亦明确表示,要突破高能量密度锂电池、高比功率氢燃料电池、高效率电推进系统等关键技术。满足电动航空器使用需求和适航要求的400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产,500Wh/kg级产品小规模验证。

就目前主流的磷酸铁锂电池能量密度来看,400Wh/kg虽不至于遥不可及,但实现大规模量产也并非一时之功。

然而就在今年4月份,宁德时代发布的凝聚态电池,似乎让这一进程又向前迈进了一大步。

据悉,其凝聚态电池单体能量密度最高可达500Wh/kg,兼具高比能和高安全的特性,并在今年内具备量产能力,且公司正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发。

※ 宁德时代凝聚态电池发布会现场

宁德时代作为行业“卷王”,本就是锂电池行业“下海上天”的主要倡导者。

继今年7月份“下海”入股芜湖造船厂后,宁德时代又在8月份携手中国商飞和上海交大企业发展集团有限公司,成立注册资本6亿人民币的商飞时代(上海)航空有限公司,为锂电池“上天”做足准备。

宁德时代掌门人曾毓群表示:“新能源电池的应用范围很广阔,包括天上飞的,水里游的,地上跑的和不跑的(储能),市场空间很大。”他认为,除了乘用车新车的渗透率,其他领域的电池应用未来仍有十倍以上空间。

据《民用直升机中国市场预测年报(2023-2032)》显示,目前全球eVTOL市场订单总计超过1.3万架,主要用于人员运输和空中物流领域,未来将在公务飞行、短途运输、低空旅游、通航货运、医疗救护等领域对传统直升机形成竞争或替代。

有投资机构预计,2030年eVTOL全球市场规模可达数千亿美元,其中电池占比约为20%-30%。


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