編者按：低空經濟作為戰略性新興產業之一，科技含量高、創新要素集中，具有產業鏈條長、應用場景復雜、使用主體多元、涉及部門和領域多等特點以及明顯的新質生產力特征，2030年低空經濟有望形成萬億級市場規模。中國電子報特推出“低空經濟發展五問”系列報道，從政策、技術、產品及應用等多維度深度解析低空經濟發展現狀、趨勢、瓶頸。敬請關注。大疆運載無人機在川西地區運輸作業應急救援、物流配送、空中擺渡、城際通勤、特色文旅……當前，低空經濟迅速興起，“低空+”應用場景正在拓寬人們的想象空間。無人駕駛、數字低空、綠色能源成為其主要發展方向。動力電池是綠色能源的代表，其不僅是三大核心部件之一，也是航空器的核心部件，其性能直接決定了航空器的航程、平穩性、安全性和運營效率。動力電池是無人機重要部件之一，“隨著技術的進步，相信會在新興行業看到更多無人機創新應用。”深圳大疆創新科技有限公司高級企業戰略總監張曉楠向《中國電子報》記者表示。2024年3月，工信部等四部門聯合發布《通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030年）》提出，加速通用航空動力產品系列化發展。加快布局新能源通用航空動力技術和裝備，推動 400Wh/kg 級航空鋰電池產品投入量產，實現 500Wh/kg 級航空鋰電池產品應用驗證。低空經濟正孕育萬億級市場規模，在政策推動下，各大企業積極切入航空器動力產品賽道，搶占市場先機的同時也加速破解低空飛行續航焦慮。要“上天”的電池市場潛力大目前，民用無人機已成為中國低空經濟發展的主力機型。eVTOL（載人電動垂直起降飛行器）作為前沿賽道，則是潛力機型。

　　中國電科蕪湖鉆石飛機制造公司研制的DA42雙發四座固定翼飛機賽迪顧問數據顯示，2023年我國民用無人機產業規模達到1174.3億元，同比增長32%。其中，工業級無人機產業規模達766.8億元，占比達65.3%，行業應用深度和廣度不斷提升。據賽迪顧問智能裝備產業研究中心總經理楊嶺初步估計，電池占相關飛行器成本約在三成左右。業界普遍認為，到2026年我國低空經濟規模有望突破萬億元，因此電池市場潛力巨大。“隨著政策支持力度不斷加大，未來低空經濟體、低空經濟技術、低空經濟應用、低空經濟供應鏈都會有很大發展，其中低空經濟電池市場需求量至少在千億元級別。”西安瑟福能源科技有限公司副總經理陸建軍告訴《中國電子報》記者。對于潛力機型eVTOL，賽迪顧問數據顯示，2023年，我國eVTOL產業規模達到9.8億元，同比增長77.3%。預計2024年eVTOL產業將迎來第一輪商業化爆發周期，規模將大幅提升，到2026年將達到95.0億元。華西證券認為，eVTOL作為低空經濟的重要載體具備多重優勢，就產業鏈而言，三電系統（電池、電機、電控）成本占比較高，在eVTOL廣闊市場規模的帶動下，產業鏈上游的三電系統市場有望蓬勃發展。根據高工鋰電預測，2030年我國無人機（不含eVTOL）用鋰電池市場規模有望超千億元；eVTOL用鋰電池市場規模將于2040年超萬億元。在政策助推下，無論是電池企業還是航空器制造商均對航空動力產品研發熱情高漲。小鵬匯天動力團隊自主設計了兼顧高安全和高性能的ENP動力總成技術架構（包含由動力電池包構成的能量單元），其中電芯采用的是高鎳摻硅鋰電池體系。億航智能于2023年底與國軒高科簽訂戰略合作協議，共同開發基于億航智能無人駕駛eVTOL產品的動力電芯、電池包、儲能系統和充電基礎設施，打造符合中國民用航空局適航標準的eVTOL動力電池解決方案。億航智能副總裁賀天星告訴記者，今年4月，億航智能與廣州巨灣技研簽訂戰略合作，將推出全球首款eVTOL航空器超快/極快充電池。西安瑟福能源科技有限公司一直致力于無人機鋰電池研發及產業化，擁有“高倍率電池、高能量密度電池、寬溫域電池和高安全電池”等核心技術。公司致力于技術研發與儲備，規劃建設無人機電池產業園，打造無人機電池研發、測試、生產制造等新基地。記者了解到，寧德時代、中創新航、力神等鋰電池企業已經開展了航空級電池的技術攻關，且部分企業已經推出了航空級電池產品。不過，截至記者發稿時，上述企業并未予以回應。美團、順豐等企業也表示因無人機電池問題非常敏感，婉拒了本次采訪。大疆亦未正面回答電池相關問題。固態電池呼聲高相比新能源汽車，低空航空器對動力電池性能要求更加嚴苛。以eVTOL為例，其平均功率需求是同等重量汽車的30~40倍，峰值功率需求是同等重量汽車的5~10倍，這意味著對動力系統的功率密度和能量密度均有著極高要求。除了高功率密度、高能量密度、低成本、長循環使用壽命外，低空航空器對電池安全性、快充等要求也遠遠超過車用電池。另外，用于低空飛行場景也意味著電池要更輕量化。

　　西安瑟福能源科技有限公司無人機鋰離子電池全自動注液線液態鋰離子電池屬于當前商業成熟度較高的一類電池，在新能源汽車、消費電子等領域應用廣泛。目前民用無人機、eVTOL使用的基本上都是液態鋰離子電池。但其并非“長久之計”，固態電池呼聲越來越高。“目前市場上主流的低空飛行器通常采用能量密度280-320Wh/kg的鋰離子電池，這類電池的正極通常采用鈷酸鋰材料或者三元材料，負極通常采用人造石墨或者硅碳負極材料。該類電池能量密度較高、高倍率放電性能方面可滿足低空飛行器的短時使用需求，但從長期來看，該類電池的能量密度仍無法覆蓋低空飛行器所有的應用場景，例如eVTOL或其他大型電動飛行器需要跨城區遠距離飛行（>250km）。”欣旺達動力中央研究院院長徐中領在接受《中國電子報》記者采訪時表示。“eVTOL要求電池高安全、高能量密度、高功率密度，固態/半固態電池或為未來主流路線。”中國航空器擁有者及駕駛員協會秘書長陳國華指出，“固態電池的技術路線眾多，目前Li-LMO（鋰金屬負極-鋰金屬氧化物正極）是全球電池廠主流布局路線。”與傳統的液態鋰離子電池相比，固態電池放棄了液態電解質，轉而采用固態電解質材料。除了能量密度高這一顯著優勢外，其還擁有不易燃，可以做得更輕、更薄、更柔性，冬天電池容量衰減慢等特點。據悉，沃飛長空目前采用的是半固態電池，該公司相關負責人向記者表示，作為下一代電池技術，固態電池本身的六邊形屬性讓市場對其抱有極高的期待。而eVTOL是一種純電動的低空航空器，對研發廠商來說，電池的續航能力也是非常關注的，不僅關系到產品的飛行距離和范圍，同時更強的電池續航能為eVTOL提供額外的安全余量，從而提高飛行的安全性。因此，公司很期待未來能見到更多優秀的固態電池產品出現，為電動航空業提供更多可能。不過，目前固態電池技術也并非完美無暇。“固態電池被視為下一代儲能技術，理論上能夠提供更高的能量密度、更快的充電速度和更好的安全性，但其商業化應用仍面臨成本高昂、生產規模小、循環使用壽命不穩定等挑戰。”小鵬匯天副總裁仇明全表示。eVTOL用電池不僅需要高能量密度，還要高功率密度，固態電池采用固態電解質，功率密度相對液態鋰離子電池更低，因此提高功率密度是其需要解決的一個關鍵問題。此外，成本也是不容忽視的因素。“全固態電池目前成本較高，即使采用低成本聚合物復合固態技術路線成本也比目前液態電池高出數倍，從而限制了普及應用。從中短期來看，低空飛行器電池市場仍是以兼具低成本、高功率、高安全的半固態電池為主。”徐中領坦言。據介紹，目前欣旺達動力第一代300Wh/kg半固態電池已完成開發，第二代半固態電池產品正處于中試開發階段，其能量密度可達400 Wh/kg。大于500 Wh/kg能量密度的固態電池已有實驗室樣品。

　　欣旺達動力通過開發“新材料+新工藝”，推進高性能固態電池產品落地談“最終技術路線”為時尚早對于低空航空器綠色動力系統而言，液態鋰電池、半固態鋰電池、全固態鋰電池均有各自優缺點，那么最終技術路線會是哪個呢？目前，謎底還很難揭曉，不僅僅是鋰電池，氫動力、可持續燃料動力等其他技術路線都在加速攻關。“eVTOL、無人機目前主要采用的是鋰離子電池，鋰離子電池綜合技術近年來發展也較為迅速。此外也有采用氫能作為動力源的，氫能能量密度高是優勢，但氫能的氫燃料電池技術成本以及氫的制備、存儲、運輸、成本、安全等都待解決。固態電池能量密度高，但其倍率性能、循環使用壽命、制造成本、產業化也待解決。液態鋰電池、氫能、固態鋰電池等產品方向都在持續開展技術迭代升級、成本優化等工作，目前來看很難看出哪個是最終技術路線。”陸建軍表示。2024年3月，工信部等四部門聯合發布《通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030年）》提出，以電動化為主攻方向，兼顧混合動力、氫動力、可持續燃料動力等技術路線，加快航空電推進技術突破和升級。地方低空經濟政策也都瞄準動力系統技術攻關。《廣東省推動低空經濟高質量發展行動方案（2024—2026年）》指出，開展高能量密度航空動力電池技術等自主可控技術協同攻關。推動航空固態電池、氫燃料電池、可持續航空燃料等動力技術的商業化。《北京市促進低空經濟產業高質量發展行動方案（2024-2027年）（征求意見稿）》明確指出，積極發展氫能、生物燃料電池等新能源、高效動力發動機系統，推進輕質、高強比材料開發。此外，《房山區低空經濟產業發展行動方案（2024—2027年）（征求意見稿）》提出，支持固態鋰電池、石墨烯電池、氫內燃機等航空動力用產品研制及應用驗證，引入和培育混電推進系統。《安徽省發展改革委關于印發安徽省加快培育發展低空經濟實施方案（2024—2027年）及若干措施的通知》提出，聚焦中小微型航空發動機、動力電池、燃料電池、混合動力系統、機載系統及飛控系統等關鍵系統、零部件、關鍵材料及元器件，開展技術攻關。突出發展高能量密度、高放電效率、高安全性的動力電池技術以及高可靠性、高功重比、高效率的電推進技術，前瞻謀劃氫燃料存儲技術、氫燃料電池技術、氫內燃、氫渦輪發動機技術、氫渦輪混合電推進技術。值得一提的是，盡管“機用”動力電池與“車用”有所不同，但關系密切，新能源汽車用動力電池企業切入低空經濟賽道更被業界看好。“新能源汽車用動力電池正朝著高比能高安全快速補能方向發展，這一點和電動飛行器動力電池的發展方向是一致的。特別是重載型（噸級以上）的電動飛行器，其電池包整體的容量也會更接近新能源汽車。因此動力電池企業在電芯、電池、系統的研發設計、制造、應用方面，都有成熟的經驗可以遷移到電動飛行器相關產品開發中。”徐中領告訴記者。例如在電動汽車領域，目前“三元+硅基”體系以及圓柱、軟包、方殼電池也都有了成熟的應用，均可為電動飛行器動力電池的選擇應用提供參考。不過，他坦言，電動飛行器電池需要既有高能量密度、又有高功率密度，同時對電池的安全可靠性要求極為嚴苛，動力電池企業仍需要積極發揮自身優勢，提升電池短板。“新能源動力電池企業方面，由于汽車動力電池專注于能量密度，其無人機電池高倍率與高功率密度兼顧技術經驗目前還稍顯不足，但其成熟的電源管理系統方面具備優勢。”陸建軍表示。楊嶺認為，新能源汽車用動力電池企業有著自身成熟的批產經驗，對產品一致性把控上有著先發優勢，研制能力相對較強。作者丨徐恒編輯丨邱江勇美編丨馬利亞監制丨趙晨點個“在看”不失聯