自2023年中央经济工作会议将低空经济列入战略性新兴产业以来，低空经济乘势起飞。但时至今日，电池仍被视为低空经济发展的关键门槛之一。

　　近日，欣旺达动力中央研究院院长徐中领在接受21世纪经济报道记者专访时表示，相较新能源汽车电池，航空电池需要同时具备高能量密度、高功率密度与极致安全性——这如同要求运动员既擅长马拉松又能百米冲刺，可以说低空飞行器电池是动力电池领域“三好学生”。

　　据徐中领观察，主机厂主要关注能量密度、输出功率、安全性，部分产品考虑长寿命、快充性能等。“前者是客户的痛点，后者是客户的痒点。”

　　能量密度、输出功率、安全性要求高

　　《21世纪》：欣旺达何时开始研发低空飞行器电池？进军低空领域有怎样的契机？

　　徐中领：欣旺达动力中央研究院设立时我们就布局了相关的技术开发，如锂硫电池、高能量密度电池、固态电池、钠离子电池等前沿技术。

　　欣旺达动力立项开发航空动力电池是在2023年。这一年有几件标志性的事件：一是中央经济工作会议将低空经济列入战略性新兴产业；二是亿航取得了全球首个eVTOL适航证，标志着这个行业发展步入快车道——之后的发展也印证了我们的判断。

　　《21世纪》：这些技术元素之前是用在新能源汽车上的吗？

　　徐中领：可以说有部分是承接自最新的新能源汽车电池的通用技术，像HEV（混合动力汽车）的高功率技术、PHEV（插电式混合动力汽车）或EREV（增程式电动汽车）的高能量密度高功率技术等 。更多的是针对低空飞行器需求开发的新技术，如高效热管理技术、轻量化集成技术等。

　　《21世纪》：新能源汽车的电池和低空飞行器的电池，有哪些不同？

　　徐中领：主要在能量密度、输出功率、安全性三方面有所不同。首先，车用电池对能量密度的要求没有航空电池高。对于车用而言，能量密度也是越多越好，但不构成痛点。但对航空而言则是痛点：能量密度一般需要达到300Wh/kg这一门槛，否则飞机起飞携带的电池重量就能耗尽电量，无法产生经济价值。马斯克也说过，电池能量密度至少要达到400Wh/kg，电动飞机才能广泛应用。

　　其次，能量密度决定了低空飞行器能飞多远、载多少重，输出功率则决定了低空飞行器能不能飞起来、能否应对飞行工况。尤其垂直起降阶段需要较大的功率，高输出功率需要电池有较高的放电倍率支持。

　　以典型电动飞行器工况为例，其工作循环包含3-8C倍率的起降阶段、0.5-2C倍率的巡航阶段，且必须保留20%以上的安全冗余电量，以应对可能的突发情况。而新能源汽车一般仅需0.1C-0.5C左右放电倍率。

　　此外在安全方面，飞机电池有其特殊要求，如需要保证在15米跌落时不能出问题等。

　　预计2030年市场有望爆发

　　《21世纪》：欣旺达在上海车展展出的三款电池，各自针对什么类型的低空飞行器？

　　徐中领：欣旺达本次推出了3款面向飞机的电池，分别是230Wh/kg的高功率软包电池、360Wh/kg的软包电芯、350Wh/kg的圆柱电芯。

　　230Wh/kg的软包电芯是专门为混合动力应用场景开发的高功率密度电芯，主要是面向混合动力飞机在起飞和下降阶段的功率补充。

　　360Wh/kg软包和350Wh/kg圆柱电芯都采用高比能技术路线，通过提高电池的能量密度来实现飞机对于更高载重和更长续航里程的开发需求，可以同时匹配载人和载物的纯电动飞机。

　　去年年底在第十三届大湾区国际新能源汽车技术与供应链博览上，我们还展出了“航空电池-Gen1”（能量密度320Wh/kg）。这款已经量产了，展台上的eVTOL用的就是这款电池，所以这次电池没有单独展出。

　　《21世纪》：航空电池从研发到量产，一般需要多久？

　　徐中领：具体时间视项目而定，不同的项目要求不同开发周期也不同，整个开发过程全部完成一般需要1-2年。

　　《21世纪》：目前航空电池的市场需求量并不大，为何还要进入航空电池领域？

　　徐中领：现在是不大，但参考新能源汽车的发展速度：2009年前后国家推出新能源汽车“十城千辆工程”，2017年前后发展起来，2020年前后爆发了……我们预计低空飞行器市场在2027年后可能会慢慢放量，到2030年市场可能会爆发。

　　《21世纪》：为什么可以参考新能源汽车的发展规律？

　　徐中领：一方面，它们都是新型绿色交通工具。另一方面，这有明确的市场和需求推动，有政策指引。但与新能源汽车相比，低空飞行器的发展有一个劣势：在新能源汽车之前，油车已经发展了很多年，而低空飞行器没有可以借鉴的对象。发展难点在于需要建立很多规则，包括空域管理规则。不过，国家已经加快了相关规划，已经在探索空域管理改革，也已成立了低空经济司等。当然也有优势：动力电池技术和产业链成熟，可以支撑行业快速发展。

　　混动侧重高功率，纯电侧重高能量密度

　　《21世纪》：针对混动eVTOL和纯电eVTOL设计的电池，主要有哪些不同？

　　徐中领：一般来说，能量密度和功率是“跷跷板”关系。结合各自需要，通常混动电池侧重高功率，纯电电池侧重高能量密度。

　　混动飞机一般设计比较高的巡航里程，整个飞行过程主要通过航空燃油来实现，电池在起降及紧急情况下提供功率补充，要求具备20—70C的持续放电能力，因此一般都使用高功率的电芯产品。欣旺达本次推出的230Wh/kg高功率电池，具备20C的持续放电能力和70C的瞬时放电能力，主要就是面向混动飞机进行开发的。

　　在纯电无人机或者eVTOL上，飞机电池需要为起飞、平飞、降落整个飞行阶段提供动力。电池需要具备更高的能量密度来满足载重和续航的要求、更长的循环使用次数来满足市场对于盈利的需求。欣旺达本次推出的360Wh/kg的飞机电池产品，可以在保证能量密度的基础上，提供>1800次的长循环寿命，在纯电飞机上具有非常好的综合优势。

　　另外，我们需要给主机厂配套设计BMS（电池管理系统）。针对混动eVTOL和纯电eVTOL，BMS的整体架构相似，但具体控制参数差别较大，欣旺达动力可以提供“电芯-pack-BMS”的系统化解决方案。

　　《21世纪》：大圆柱和软包有什么不同？

　　徐中领：圆柱和软包电池在化学体系上可以做到通用，电性能指标比较接近。我们同时推出两款产品主要是匹配飞机电池的结构尺寸设计：软包电芯的尺寸灵活、适配性好、体积成组效率高，可以满足多种定制化应用场景，匹配低空飞行器的空间，并且预留了能量密度进一步提升的空间。圆柱电芯更容易做到标准化，批量制造成本有优势，在相对大电量需求的飞行汽车上更容易实现市场突破。

　　《21世纪》：目前欣旺达的低空飞行器电池能量密度能够达到多少？可以用于哪些场景？

　　徐中领：目前欣旺达量产供应的低空飞行器电池能量密度已经达到320Wh/kg，并已经开发出360Wh/kg电池，同时预研了400Wh/kg的航空动力电池。

　　当前量产的电池，可用于低空物流场景，实现无人机的百公斤级载重和百公里级飞行，也可在低空文旅场景用于景区观光，也适用于一些专业用途无人机等。

　　未来，为了提高飞行器电池的能量密度，一方面在电芯上，我们会导入固态和锂金属的技术元素，提高电芯的能量密度，另一方面在电池系统上，采用轻质材料、复合材料以及CTP技术，在实现系统减重的同时提高系统成组效率。

　　《21世纪》：相较载货场景，载人场景对电池有哪些不同的要求？

　　徐中领：载人场景飞机电池的高安全性和高可靠性要求是第一位的，同时需要满足高能量密度、高功率要求，尤其重要的是电池的安全性有其特殊要求。

　　例如，一方面，在载人场景中，一旦电池发生过热失效，烟雾等有毒气体不能进入驾驶舱。另一方面，一旦某一电池包出了问题，剩余的电池包要能正常工作，并在电池管理和飞控系统的配合下保证飞行器继续工作直至平稳着陆。

　　《21世纪》：在安全性方面，欣旺达有怎样的技术储备？

　　徐中领：欣旺达本次推出的航空电池产品，在安全性上进行了系统的安全设计，从电芯材料选择、电芯安全设计、安全制造、品质管控、模组/pack层级的电池动态监控以及安全预警、热蔓延控制和阻断等方面做了系统的安全考虑。

　　比如在电芯层级，通过引入半固态技术元素，电芯的热箱安全可以从行业普遍的150℃提升到200℃；在系统层级，通过AI算法辅助的电压、温度和内阻动态安全监控，实现风险电池的前置预警。相关产品目前已经跟头部客户合作开发中，今年就可以实现搭载应用。

　　液态、半固态和全固态可能长期共存

　　《21世纪》：目前业内的低空飞行器电池技术路线一样吗？

　　徐中领：目前欣旺达动力采用高能量密度高安全性的全固态、半固态路线，友商可能采用不同技术路线，但我认为最终会殊途同归。

　　我们现在的规划是，第一代电池采用极片涂覆技术等半固态电池技术，同时保证一定的电解液含量，具有较高的功率性能、低温性能。第二代电池采用半固态方案，第三代将用到全固态电池技术。

　　《21世纪》：在低空飞行器电池中，半固态、固态有哪些不同？未来都会全部转向全固态吗？

　　徐中领：半固态电池和固态电池主要区别在于，半固态电池虽然通过引入固态元素，降低了电解液含量，但仍然包含部分液态电解液成分，而固态电池完全不包含任何游离液体成分，一般来说安全性会更好。

　　但由于低空应用场景的多样性，从长期来看，液态、半固态和全固态仍可能共存。尽管固态电池在能量密度和安全性方面具有理论优势，但功率等特性目前仍存在短板。液态和半固态电池在现阶段具有更好的综合性能。

　　《21世纪》：和市面上其他产品相比，欣旺达的低空飞行器电池有哪些特殊之处？

　　徐中领：首先，欣旺达飞行器电池是基于客户需求正向开发的一款产品，更符合低空飞行器的实际需求。其次，欣旺达飞行器电池通过使用高比能正负极材料，电解液低消耗、阻燃和宽温域设计，以及固态技术的加入、极片配方和微结构的创新，在电芯的能量密度、功率密度和安全性三者间找到了最适合航空动力应用的平衡点。

　　在三方面性能平衡、达到300Wh/kg门槛的基础上，我们还设计了更快的快充、更长的寿命，这些有助于主机厂降低使用成本、提高盈利能力。

　　此外，我们在研的下一代固态产品，能量密度>400Wh/kg，通过200℃热箱和穿刺测试。这些性能都位列国内第一梯队。