四部门发文：飞行汽车加快到来，上天的锂电池能量密度有新要求

来源时间为：2023-10-12

四部门发文：飞行汽车加快到来，上天的锂电池能量密度有新要求纵览2023-10-1220:50来源：上观新闻作者：澎湃新闻

10月10日，我国工业和信息化部等四部门印发《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035年）》（以下简称《纲要》），其中关于电动垂直起降航空器（eVTOL）（通俗称为“飞行汽车”）以及对相关动力电池技术的规划引人注目。

《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。

特别地，在对动力电池技术的要求上，《纲要》提出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。

10月12日，澎湃新闻记者了解到，目前国内的电池头部厂商中宁德时代、亿纬锂能、比亚迪等在航空电池上均早有布局。

此外值得一提的是，一家名为麻省固能新能源科技有限公司（SES）的新型锂金属负极电池，也正在使用国内eVTOL主机厂峰飞航空的产品进行测试，而SES在上海的部分电池产线也计划专门用于eVTOL电池的生产。

飞行汽车时代快来

此次颁发的《纲要》中，关于eVTOL产业的规划让市场振奋。

《纲要》提到，面向城市空运、应急救援、物流运输等应用场景，加快eVTOL、轻小型固定翼电动飞机、新能源无人机等创新产品应用，形成以典型场景为导向的电动航空器供给能力、运营支持能力和产业化发展能力，打造新经济增长极。鼓励开展绿色航空示范运营，推动轻小型固定翼电动飞机、eVTOL实现商业运营。

同时，加快将eVTOL融入综合立体交通网络，建立统一的空地智联管理平台，打造低空智联网，初步形成安全、便捷、绿色、经济的城市空运体系。

特别地，《纲要》提到，鼓励珠三角、长三角、环渤海、成渝等优势地区，设立低空经济示范区，开展轻小型电动飞机规模化示范运营，eVTOL商业示范运营，推动电动航空应用场景、产品规范、运营体系、客户服务方案等领域的论证试点。

此外，工作还包括统筹新能源干支线飞机技术发展与现有机场设施的适配性。研究建设多场景、多层次的起降点网络，具备保障eVTOL等航空器起降、停放、充电等功能。

据了解，2018年6月25日，美国NASA在发布的研究报告UrbanAirMobilityAirspaceIntegrationConceptsandConsiderations中定义了UAM（UrbanAirMobility）——大都市区安全高效的有人或无人的空中交通运营系统。UAM将为缓解城市交通拥堵问题提供新的解决方案。

相比其他类型飞行器，eVTOL（ElectricVerticalTakeoffandLanding，电动垂直起降飞机）eVTOL是指以电力作为飞行动力来源且具备垂直起降功能的飞行器，飞行时噪音更小，操作系统更加安全可靠，不依赖跑道并且体积较小，飞行和停放的时候自由度更大，更有利于在城市内进行交通作业，是未来UAM市场的主流方案。

截至2022年年底，美国垂直飞行协会（VFS）宣布所收录的电动垂直起降（eVTOL）飞行器设计概念已超过750个，其中包含矢量推力构型258个、复合翼构型138个、多旋翼构型215个、单旋翼构型51个，相关研发活动主要集中在美国、英国、中国和德国。

2021年5月，摩根士丹利发布的研究报告中对UAM市场规模进行了预测，从城内客运、城郊客运、最后一公里货运、短距离航线和国防这5个场景测算UAM的市场规模，到2030年，全球UAM的TAM（TotalAddressableMarket）将超过550亿美元。到2040年和2050年，全球UAM市场规模将分别达到1万亿美元和9万亿美元。

今年9月14日，航空工业发布的《民用直升机中国市场预测年报（2023-2032）》则显示，目前全球eVTOL（电动垂直起降飞行器）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。

就国内发展而言，国内eVTOL主机厂也受到资本追捧，峰飞航空、时的科技、零重力飞机、沃兰特航空、小鹏汇天均获得融资。

朝着更高的能量密度，造要上天的电池哪家强？

在业内人士看来，eVTOL产业链上下游环节众多，主机厂主要承担整机研发和集成工作，核心子系统主要包括能源系统、动力系统、飞控系统、通讯系统、导航系统以及机体六大类。

具体到能源系统，目前eVTOL普遍采用了分布式电推进设计技术，由于电池能量密度快速提升，全电动技术项目数量占比达66，混合动力技术项目占比约为28。

值得注意的是，此次《纲要》中对航空用锂电池的能量密度做出的具体要求——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。

此前加拿大皇家科学院院士张久俊也对澎湃新闻记者表示，航空电池需要有超高的能量密度，超长的循环寿命和超高的安全性，此外，也对电池的轻量化提出了更高的要求。

去年10月24日，小鹏汇天飞行汽车X3试验样车成功首飞，X3自重两吨，可容纳两人，行驶续航数百公里，飞行续航数十公里。汽车垂直起飞所需要的动力是地面行驶的10-15倍。

据了解，在其样车上搭载的是国内电池企业中创新航针对低空出行开发的电池，电池采用9系高镍正极、硅负极体系，匹配新型电解液，保持高能量密度的同时，还支持超高倍率持续性放电，实现轻量化和安全性能的跨越式提升，从而满足飞行汽车整个航程的适应性，。

实际上，除了中创新航，国内各大电池厂商在航空电池多早有布局。2019年，有媒体报道比亚迪将与空客电池公司（AirbusBatteryCoC）合作，双方致力于为航空航天各类飞行器研发新型电池，但目前尚未有后续消息传出。

2021年1月，中国民用航空东北地区管理局适航审定处签发了RX1E-A双座电动飞机50Ah电池系统型号合格数据单，标志着我国50Ah航空动力锂电池系统在中国民航的适航审定认证工作取得阶段性成果。该型号是辽宁通用航空研究院与荣盛盟固利动力科技有限公司在40Ah动力电池基础上共同开发，电芯能量密度为300Wh/kg。

2023年4月，宁德时代宣布，公司的凝聚态电池单体能量密度高达500Wh/kg，正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发。

2023年5月，正力新能推出了能量密度320Wh/kg的航空电池，采用NCM30Ah、NCM8Ah、NCM68Ah、NCM24A等三元材料。

目前来看，在航空电池所要求的超高能量密度指标上，作为动力电池龙头的宁德时代还是遥遥领先。

此前的8月，由宁德时代、中国商飞、上海交大企业发展集团有限公司共同持股的商飞时代（上海）航空有限公司成立。公司注册地为上海临港，经营范围含民用航空器零部件设计和生产、民用航空器（发动机、螺旋桨）生产、电池销售等。但目前并没有公司的进一步消息。

值得一提的还有麻省固能新能源有限公司，这家年轻公司于2021年在纳斯达克上市，公司的技术路径选择了将新型锂金属作为电池负极。2021年，麻省固能发布了Apollo大型锂金属电芯，电芯容量为107Ah，能量密度为417Wh/kg，成为当时全球容量最大的锂金属电池电芯。

10月12日，麻省固能公司方面向澎湃新闻记者介绍，麻省固能（上海）研发的40—60Ah的锂金属负极电池正在使用国内eVTOL主机厂峰飞航空的产品进行测试，而未来公司在上海的部分电池产线也有望用于eVTOL电池的生产。