会议倒计时9天
2024高工新能源新材料产业大会
主办单位：高工锂电、高工储能、高工钠电、高工产业研究院（GGII）
承办单位：成都市投资促进局 邛崃市人民政府 璞泰来
总冠名：英联复合集流体
会议时间：2024年8月7-8日
会议地点：四川邛崃·羊安新城戴斯温德姆酒店
近期，搭载中创新航“顶流”圆柱电池小鹏汇天飞行汽车动力电池包坠落试验已经成功通过，动力电池技术助推eVTOL商用更进一步。
高工产研（GGII）数据显示，2024年1-5月国内动力电池新能源汽车装机市场集中度对比以往有所下降，侧面印证二线电池企业发力，装机份额争夺战愈演愈烈。
必须承认，基于新能源汽车市场的锂电池开发创新斜率降低，装机电池同质化程度走高。与此同时，低空经济中的eVTOL市场基于高倍率、高比能延伸出又一动力电池创新发展曲线。
尤其国内低空经济政策频发，近三年成为各地全力扩充低空经济万亿产业规模的关键期，自上而下的支持让国内eVTOL产业化有了好的开局，在部分景区观光、空中出租的场景中，eVTOL已经开始进行示范性载人项目，但体验价格昂贵，单次飞行价格通常近千元，且航线距离短，目前主要在10至20分钟。
为将eVTOL应用从示范项目进一步推广至货运、安防、救援等工业领域，动力系统的性能升级成为重中之重。
处于初期阶段的eVTOL对纯电、混动均有尝试，纯电包括锂电池、氢燃料电池、太阳能电池三种， 混动包括锂电池+氢燃料电池、锂电池+燃油两种方式。
在以上技术中，锂电池产业化最为成熟，成为eVTOL摸索阶段的动力首选。国内电池企业正在全力配合eVTOL开发、检测以及后续获取适航证。
但eVTOL商用仍有很长一段路走。巨湾技研总裁裴锋认为，eVTOL应用现阶段更多是点到点的封闭场景运作，和早期新能源汽车的发展路径类似，后续还需要配合eVTOL的基础设施配套、搭建超快充生态。
单就电池方面，现有动力电池在能量密度、功率密度、续航等方面也难以满足eVTOL的动力诉求。
从eVTOL的动力电池尝试看，eVTOL已经尝试了结构、材料体系不同的锂电池。而电池企业也借由eVTOL新市场，做更多元、更大胆的电池设计，未来谁会是未来eVTOL动力电池的最优选？
高造价给锂电池创新
更宽裕空间
从利润空间考虑，当产能和原材料价格两大因素走向平稳，动力电池在整车成本中的占比持续下降，叠加车端价格战影响，新能源汽车装机市场的确是红海竞争。相比之下，高端电摩、eVTOL此类本身造价较高的市场，对动力电池系统成本并不敏感。
动力电池系统在eVTOL中的占比为10%至15%，而目前一辆eVTOL整机造价在百万美元水平。对比新能源汽车，eVTOL显然给了锂电池更宽裕的创新空间。
比克电池车电创新工艺部部长许严博士在7月初的第十七届高工锂电峰会上表示，现阶段eVTOL愿意为动力电池的高性能买单。
许严博士表示，比克在尝试eVTOL之初带着做新能源汽车应用的思维，在电芯设计时走入过于考虑成本的误区。至少在现阶段，eVTOL动力电池更为重视电池性能，性能满足eVTOL要求的基础上，很少会因为电芯成本太贵而没有市场。
并且在电芯的使用成本——循环寿命方面，eVTOL同样愿意有所让步，使用一年之后将出于安全性考虑直接更换动力电池，“这在新能源汽车应用中几乎难以想象。”
而eVTOL的不惜成本背后，是飞行这一特殊场景对能量密度、功率密度、内阻、安全等性能的极端重视。
目前国内唯一集齐型号合格证、适航证、生产许可证三证的eVTOL企业亿航智能表示，对于eVTOL航空器电池系统按照4H标准，即具有高能量密度、高充放电寿命、高瞬间充放电倍率以及高安全性。
巨湾技研总裁裴锋博士也表示，eVTOL对能量密度要求非常高，500Wh/kg是行业中追求比较高的指标了。另外，由于eVTOL在放电过程中的功率很大，所以也对电池的放电功率和安全性能提出了非常高的要求，同步要求搭建超快充生态。
业内指出，功率密度是比能量密度优先级更高的指标，这决定了eVTOL能否起飞，对倍率行要求在持续放电4C、峰值放电15C水平；能量密度则通过加强轻量化助力整机飞行，这也直接影响着eVTOL的载重，在未来的载人、载物时有多少商用空间。
安全则是上述所有性能的基石，对比新能源汽车，eVTOL安全要求甚至更高，要求动力电池多组备份，其中一个失效依然能够保证 eVTOL紧急降落。
基于eVTOL对动力电池的上述诉求进行电芯设计时，内阻是应着重关注的一大关键参数。许严形容，eVTOL对内阻的追求“没有下限、越低越好”。因使用过程中的内阻产热不仅是能量的浪费，还会造成热管理系统的负担，导致热管理系统增重，进而需要更多的电池提供动力支撑，整个动力系统设计陷入“水多加面、面多加水”的困局。
eVTOL动力电池
多元技术路线并存
相关数据显示，2020年至2023年全球eVTOL销量从25架增长至60架，年均复合增长率超30%，预计2024年全球eVTOL销量将达到130架。
尽管eVTOL产业化仍处于开端，但已表现出强势的增速，尤其2023年中国eVTOL市场规模近10亿元，同比增长近八成，而在各地政府政策频发的2024年，eVTOL市场有望实现更强劲的增速。已在全球实现领跑的中国电池企业而言更是抱着“赶集趁早”的心态，投身这一新赛道。
eVTOL对动力电池的尝试十分包容。这一点从亿航智能在动力电池领域的合作也可窥见。
目前亿航智能已与国轩高科、巨湾技研、欣界能源等电池企业建立合作关系，国轩高科已表示布局软包、圆柱eVTOL动力电池；巨湾技研坚持的电池恒功率高倍率性能也正是eVTOL所需，并且将与亿航合作推进eVTOL超充生态建设；欣界能源则锚定高性能全固态锂金属电池路线。
结合国内相关情况，各技术路线eVTOL动力电池各有所长。
电池形态方面，目前用于eVTOL的动力电池形态以软包和圆柱电池为主。
在强调比能、倍率的特殊应用场景时，软包的封装方式依旧是动力电池的首选。
长期高举软包旗帜的孚能科技已交付电动垂直起降飞行器（eVTOL）动力电池，能量密度285Wh/kg，最高时速320km/h，单次最长巡航250km；工况测试，电芯可实现10000次以上循环。公司已与载人飞机领域的海外头部客户开展电池方面合作与供应，并且与国内几家潜在客户进行积极沟通。
而圆柱与全极耳适配的低内阻优势，也是电池企业优化性能适配eVTOL应用的一大路径。
比克针对eVTOL领域已推出全极耳2170-55B，能量密度300Wh/kg，全DoD最大持续放电倍率8C，以及大圆柱全极耳4680电芯，能量密度达到310Wh/kg，15分钟可将电量从10%充至80%。
中创新航供给小鹏汇天的顶流圆柱电池采用独创一体化集成“顶流”技术，与全极耳技术异曲同工，通过极致优化电池结构，达到最大限度降低产品结构阻抗，降低高功率放电过程中温升，支持超高倍率持续性放电。
另外，国轩高科、正力新能也都披露，针对eVTOL客户的不同需求布局软包、圆柱两种形态的动力电池。
材料体系方面，凝聚态、锂金属、高镍/硅等激进技术都在eVTOL电池上有所体现。
宁德时代基于凝聚态路线开发，电池能量密度超500Wh/kg，近期表示成功试飞4吨电动飞机，预计2027至2028年间将推出相关的电动飞机产品。
SES AI、盟维科技、欣界能源则都是以锂金属电池路线瞄准eVTOL应用的代表企业。
主流提升比能、倍率的高镍/硅材料体系路线上，中创新航低空出行用顶流圆柱电池采用9系高镍／硅体系电池；巨湾技研恒功率高倍率动力电池也主要采用高镍/硅材料体系。
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