財(cái)聯(lián)社8月26日訊（記者 劉夢(mèng)然）“車規(guī)級(jí)的頂點(diǎn)是航空級(jí)的起點(diǎn)。航空電池不僅難在單一指標(biāo)，更難在多項(xiàng)極致性能的平衡。”在與財(cái)聯(lián)社記者交流中，正力新能總裁陳繼程將航空動(dòng)力電池的特征概括為“三高一快”，即高安全、高能量密度、高功率和快充能力。

該理念也已成為行業(yè)公認(rèn)的航空動(dòng)力電池核心指標(biāo)。航空動(dòng)力電池，被看作是飛行器的“心臟”，它不僅承擔(dān)著為電動(dòng)飛機(jī)（如電動(dòng)固定翼飛機(jī)、eVTOL等）提供動(dòng)力的重任，更直接關(guān)系到其安全性。

基于此，適航審定過(guò)程中，民航局對(duì)電池安全提出了諸多超常規(guī)要求，適航取證也被視作是航空動(dòng)力電池領(lǐng)域的“大考”：需要通過(guò)民航局對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)體系、質(zhì)量控制等全環(huán)節(jié)的嚴(yán)苛審查，取證難度大、周期長(zhǎng)、成本高。

汽車動(dòng)力電池已成紅海，正力新能把目光抬向了天空。今年8月，正力新能在常熟總部召開(kāi)航空動(dòng)力電池系統(tǒng)適航取證與量產(chǎn)交付發(fā)布會(huì)，宣布其正式向飛行器客戶開(kāi)啟批量化交付。

需要注意的是，當(dāng)前航空電池市場(chǎng)仍處于起步階段，還需解決單套成本高昂且尚未形成規(guī)?；a(chǎn)的難題，但更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是，隨著國(guó)家低空經(jīng)濟(jì)政策放開(kāi)，空域管理優(yōu)化和基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，一個(gè)萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)正在逐步打開(kāi)。

航空動(dòng)力電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付

今年8月，正力新能在常熟總部召開(kāi)航空動(dòng)力電池系統(tǒng)適航取證與量產(chǎn)交付發(fā)布會(huì)，其獨(dú)家供應(yīng)的航空動(dòng)力電池系統(tǒng)隨國(guó)內(nèi)首款雙座電動(dòng)固定翼飛機(jī)RX1E，成功斬獲中國(guó)民航局頒發(fā)的適航證，正式開(kāi)啟批量化交付。

據(jù)了解，由正力新能向零重力飛機(jī)工業(yè)獨(dú)家供應(yīng)航空動(dòng)力電池系統(tǒng)的RX1E電動(dòng)固定翼飛機(jī)是中國(guó)首款雙座電動(dòng)固定翼飛機(jī)，核心零部件100%國(guó)產(chǎn)化，已安全飛行超25000小時(shí)。

在電池技術(shù)方面，該量產(chǎn)航空動(dòng)力電池系統(tǒng)采用了雙重半固態(tài)技術(shù)，進(jìn)一步提高了電池的安全性能和大倍率放電能力，不僅在原有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了飛行時(shí)間和續(xù)航里程的大幅提升，同時(shí)還延長(zhǎng)了使用壽命，優(yōu)化了快充能力并成功通過(guò)嚴(yán)苛的熱擴(kuò)散測(cè)試。

通過(guò)多項(xiàng)關(guān)鍵性能的提升，正力新能為RX1E的商業(yè)化落地應(yīng)用、順利通過(guò)適航審定提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

正力新能主營(yíng)產(chǎn)品包括動(dòng)力電池產(chǎn)品和儲(chǔ)能電池產(chǎn)品，也是最早布局航空動(dòng)力電池的企業(yè)之一。2023年5月，公司發(fā)布業(yè)內(nèi)首個(gè)“三高一快”飛行器電池。該電池單體能量密度達(dá)到320Wh/kg，支持20%低電量時(shí)12C高倍率放電，可15分鐘內(nèi)充滿80%電量，達(dá)到ppb級(jí)航空安全標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)陳繼程透露，公司正按工信部規(guī)劃推進(jìn)能量密度提升計(jì)劃，目標(biāo)在2030年前達(dá)到電芯層級(jí)500Wh/kg的技術(shù)指標(biāo)。

但不能忽視的是，當(dāng)前航空動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，面臨單套生產(chǎn)成本高昂與規(guī)模化生產(chǎn)尚未形成的雙重挑戰(zhàn)。即便按照千萬(wàn)級(jí)的采購(gòu)規(guī)模測(cè)算，航空電池的單價(jià)仍顯著高于汽車電池。

陳繼程對(duì)財(cái)聯(lián)社記者稱，雖然航空動(dòng)力電池尚處發(fā)展早期階段，研發(fā)投入較大，但因?yàn)檎π履艿闹鳡I(yíng)業(yè)務(wù)規(guī)模與利潤(rùn)快速增長(zhǎng)，相關(guān)研發(fā)成本仍在可接受范圍內(nèi)，而航空動(dòng)力電池業(yè)務(wù)帶來(lái)的技術(shù)牽引作用和品牌增值效果等無(wú)形資產(chǎn)收益，遠(yuǎn)超其成本負(fù)擔(dān)。

他進(jìn)一步表示，動(dòng)力電池在飛機(jī)與汽車領(lǐng)域的定位上，二者實(shí)則相輔相成。航空電池若能實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)突破，反而能夠反哺車規(guī)級(jí)電池技術(shù)發(fā)展——通過(guò)探索更嚴(yán)格的安全邊界和性能極限，為車用電池提供技術(shù)溢出效應(yīng)。這種雙向賦能的關(guān)系使得兩類電池的安全標(biāo)準(zhǔn)相互促進(jìn)、深度融合。

“既跑馬拉松，又當(dāng)拳擊手”

雖然車用動(dòng)力電池與航空動(dòng)力電池看似同宗同源，但后者絕不是優(yōu)化后照搬即可。事實(shí)上，航空動(dòng)力電池長(zhǎng)期面臨“高能量密度、高充放電倍率、高安全性”黃金三角難以兼顧的難題。

傳統(tǒng)鋰電池要實(shí)現(xiàn)“起飛”，首先要面臨在追求極致性能時(shí)陷入安全性風(fēng)險(xiǎn)提升的挑戰(zhàn)，提升能量密度所需的活潑電極材料會(huì)加劇副反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，大電流充放電產(chǎn)生的熱量積累又威脅系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)每一個(gè)潛在失效模式進(jìn)行精準(zhǔn)管控。

據(jù)陳繼程介紹，車用和航空動(dòng)力電池在兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)兩個(gè)安全維度：汽車用電池的安全失效率為百萬(wàn)分之一（ppm），而航空電池則需達(dá)到十億分之一（ppb）級(jí)別，且基于航空飛行的特殊特點(diǎn)，即便電池包內(nèi)任意位置，哪怕是兩顆相鄰的電芯同時(shí)起火，整個(gè)電池包也絕不能出現(xiàn)火勢(shì)蔓延的情況，這兩個(gè)方面的要求均遠(yuǎn)高于車用電池。

正力新能首席科學(xué)家江柯成對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，航空動(dòng)力電池與車用動(dòng)力電池，在電芯結(jié)構(gòu)、制造工藝上，有相近之處，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)有助于降低成本。

在正負(fù)極材料和電池包結(jié)構(gòu)上，因?yàn)楹娇談?dòng)力電池對(duì)能量密度和安全性要求更高，因此和當(dāng)前車用動(dòng)力電池差異較大，材料上會(huì)用到超高鎳正極和高硅負(fù)極，以及固態(tài)電解質(zhì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上會(huì)采用熱電分離等方案。

高能量密度決定其續(xù)航時(shí)間，在功率方面又要兼具爆發(fā)性的特點(diǎn)?；诜N種苛刻的要求，公司管理層在與財(cái)聯(lián)社記者交流時(shí)，將航空動(dòng)力電池的要求概括為“既跑馬拉松，又當(dāng)拳擊手”。

具體而言，在航空動(dòng)力電池的設(shè)計(jì)上，需要從材料選擇、電芯設(shè)計(jì)到系統(tǒng)架構(gòu)等各個(gè)層級(jí)都進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。

據(jù)陳繼程介紹，航空動(dòng)力電池必備的條件首先是更高能量密度。當(dāng)前一般的純電動(dòng)電池能量密度通常小于250Wh/kg，而航空電池一般至少需大于300Wh/kg，正力新能現(xiàn)已量產(chǎn)的方案進(jìn)一步達(dá)到了大于320Wh/kg的水平。

就功率而言，公路上使用的車用電池平均放電倍率小于0.33C，峰值一般為5C；相比之下，航空電池的平均放電倍率普遍大于1C，峰值則大于12C，且該12C的要求是在電量?jī)H剩20%的情況下仍要滿足：當(dāng)飛機(jī)處于低電量狀態(tài)時(shí)，仍須具備足夠的功率以確保能夠安全降落。

在快速補(bǔ)能特性方面，則與商用電動(dòng)航空的運(yùn)營(yíng)模式密切相關(guān)。由于電動(dòng)航空以運(yùn)營(yíng)為主，且前期投入巨大，因此對(duì)飛行器的運(yùn)營(yíng)效率有著極高的要求，絕不允許出現(xiàn)飛機(jī)等待充電的情況。故而，對(duì)充電速度提出了非常高的標(biāo)準(zhǔn)。

開(kāi)發(fā)低空經(jīng)濟(jì)落地模式

隨著新能源技術(shù)的迅猛發(fā)展與政策紅利的持續(xù)釋放，越來(lái)越多的動(dòng)力電池企業(yè)正加速涌入航空賽道。從車規(guī)級(jí)到航空級(jí)的跨越中，企業(yè)通過(guò)材料體系升級(jí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和系統(tǒng)集成創(chuàng)新，逐步攻克了極端工況下的熱管理、安全防護(hù)與輕量化難題，推動(dòng)著電動(dòng)飛機(jī)從試驗(yàn)階段向商業(yè)化運(yùn)營(yíng)邁進(jìn)。

目前，低空經(jīng)濟(jì)應(yīng)用場(chǎng)景還處在不斷開(kāi)發(fā)中。零重力飛機(jī)工業(yè)負(fù)責(zé)人石紅表示，專注于電動(dòng)固定翼飛機(jī)（eCTOL）和電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）等綠色航空產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，其核心產(chǎn)品銳翔RX1E-A是中國(guó)首款擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)輕型運(yùn)動(dòng)類飛機(jī)。

該款機(jī)型的核心零部件100%國(guó)產(chǎn)化，具備低運(yùn)營(yíng)成本、零碳排放等特性，目前已收獲超百架確定訂單及千余架意向訂單，正式邁入規(guī)?；慨a(chǎn)階段。當(dāng)前，零重力飛機(jī)工業(yè)正以該機(jī)型為支點(diǎn)，積極構(gòu)建“低空+文旅”等創(chuàng)新場(chǎng)景，布局綠色航空飛行營(yíng)地網(wǎng)絡(luò)。

石紅對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，從載人應(yīng)用的角度看，電動(dòng)新能源航空器目前主要有電動(dòng)固定翼飛機(jī)（eCTOL）和電動(dòng)垂直起降航空器（eVTOL）兩條賽道。

未來(lái)，零重力還將計(jì)劃與正力新能共同開(kāi)展eVTOL機(jī)型的動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)和使用，服務(wù)百姓日常出行、低空旅游觀光，以及飛行駕駛培訓(xùn)等領(lǐng)域的需求。

電動(dòng)航空的發(fā)展與低空經(jīng)濟(jì)崛起緊密相連，而安全、高效、可規(guī)?；膭?dòng)力系統(tǒng)是低空經(jīng)濟(jì)落地的核心前提。

對(duì)此，陳繼程對(duì)財(cái)聯(lián)社記者表示，在規(guī)劃方面，針對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼等前沿構(gòu)型的技術(shù)難點(diǎn)，公司采取漸進(jìn)式發(fā)展路徑：現(xiàn)階段重點(diǎn)推進(jìn)固定翼飛機(jī)的純電解決方案，滿足旅游景點(diǎn)觀光、護(hù)林巡查等場(chǎng)景需求；未來(lái)則探索混動(dòng)模式，通過(guò)電池負(fù)責(zé)起降階段、氫燃料支撐巡航的創(chuàng)新方案，實(shí)現(xiàn)400-600公里航程的突破。