Производители литиевых батарей конкурируют за низковысотную экономику, а авиационные силовые батареи становятся полем битвы

Внутренние производители литиевых батарей конкурируют за низковысокие экономические самолеты eVTOL (электрические вертикальные самолеты для взлета и посадки).

Недавно производитель аккумуляторов Xinwanda выпустил новейшую авиационную батарею "Xin Yunxiao 2.0" и объявил, что его продукт первого поколения был серийно произведен; с другой стороны,Гигант батареи CATL также объявил, что он получил сертификацию международной системы управления качеством в аэрокосмической отрасли и официально выполнил стандарты авиационной отрасли; ранее в марте,Yiwei Lithium Energy объявила, что станет поставщиком низковольтных литийных батарей для прототипа летательного аппарата нового поколения компании Xiaopeng HuitianРепортер из China Times обнаружил, что многие производители аккумуляторов, включая CATL (300750.SZ), Xinwanda (300207.SZ), Farasis Energy (688567.SH), Yiwei Lithium Energy (300014.SZ),Zhongxin Aviation (HK3931), и Guoxuan High-tech (002074.SZ), последовательно вошли в область авиационных батарей.

Почему авиационная батарея стала полем битвы для производителей литиевых батарей?

Многие специалисты в отрасли рассказали репортеру China Times, что за этим стоят два основных фактора: во-первых, в последние годы литийная батарея попала в серьезную внутреннюю конкуренцию,и компании срочно нуждаются в поиске нового рынка, чтобы преодолеть дилемму; во-вторых, экономика на малой высоте является новым направлением, а рынок батарей авиационной энергетики, связанный с ней, все еще находится на стадии исследований и разработок,модель конкуренции на рынке еще не установленаВ апреле этого года компания Guojin Securities опубликовала исследовательский отчет и предсказала, что к 2030 году внутренний рынок аккумуляторов eVTOL достигнет 112,6 миллиарда юаней.

"В настоящее время многие отечественные ведущие производители аккумуляторов активно развертываются в области маловысотной промышленности и рассматривают авиационные энергетические батареи как стратегический путь,и интенсивность инвестиций значительно возрослаВ интервью репортеру China Times заявил Ван Цзэшень, генеральный секретарь Китайской ассоциации химической и физической энергетики.

"Теперь индустрия литийных батарей серьезно вовлечена, и большинство производителей должны не просто попробовать, но хотят приложить большие усилия, чтобы сделать это,потому что это хорошая точка входа, чтобы преодолеть нынешнюю внутреннюю ситуацию в отраслиМо Ке, главный редактор Научно-исследовательского института Чжэнли, рассказал этому репортеру.

Однако в настоящее время все еще существует большой разрыв между "идеалом" и "реальностью".и потребность в плотности энергии батареи намного выше, чем у автомобильных батарейВ настоящее время плотность энергии основных литийных батарей обычно составляет около 150Wh-250Wh/kg.для крупномасштабного коммерческого применения требуются батареи с плотностью энергии ≥ 400 Wh/kg.

Это означает, что для большинства производителей литиевых батарей еще предстоит пройти долгий путь, чтобы выиграть "пирог" авиационных батарей.

Запись: Спринт энергетической плотности

Плотность энергии аккумулятора ≥400wh/kg является предпосылкой для того, чтобы eVTOL действительно летал в больших масштабах,и это также первое препятствие, которое производители литийных батарей должны преодолеть, чтобы войти в низковысокую экономику..

На 17-й Международной выставке технологий аккумуляторов в Шэньчжэне, состоявшейся недавно, Xinwanda официально представила продукт авиационной батареи "Xin Yunxiao 2.0", с плотностью энергии 360Wh / kg.Это второе поколение продуктов, выпущенных Синьвандой с тех пор, как в 2023 году она представила экономику на низкой высоте.Считается, что его первое поколение было произведено в серийном производстве и завершило проверку полета самолета весом 100 килограммов на 100 километров.

Сюй Чжунлинг, директор исследовательского института Синьванда, рассказал, что компания также проводит предварительные исследования авиационных батарей мощностью 400Wh/kg.был сформулирован маршрут модернизации технологий пяти поколений, и планируется достичь цели прорыва 500Wh/kg плотности энергии полностью твердотельных батарей в 2027 году.

В отличие от этого, лидер индустрии CATL вступил в игру раньше и на шаг впереди в процессе исследований и разработок.CATL и COMAC и другие организации, созданные совместно COMAC Times (Шанхай) Aviation Co., Ltd. В августе 2024 года CATL инвестировала сотни миллионов долларов в Fengfei Aviation, ведущий отечественный мейнфрейм eVTOL, чтобы официально начать развертывание приложений для батарей авиационного питания.В июне того же года, Зэн Юкун, председатель КАТЛ,На общественном мероприятии было объявлено, что компания успешно протестировала 4-тонный гражданский электрический самолет и ускоряет исследования и разработки 8-тонного электрического самолета.Батарея, используемая в этом проекте, является батареей с конденсированным состоянием, с плотностью энергии одной ячейки до 500Wh/kg.

В январе этого года 2-тонный eVTOL от Fengfei Aviation, оснащенный батареями CATL, официально дебютировал на Гале весеннего фестиваля.CATL также объявила, что она прошла сертификацию системы AS9100, самый высокий стандарт качества в мировой аэрокосмической области, что свидетельствует о том, что продукция компании имеет международные квалификации в области беспилотных летательных аппаратов и eVTOL.

Помимо лидеров отрасли, ряд производителей литийных батарей также стремится к разработке авиационных батарей.Farasis Energy утверждает, что компания стала одной из немногих компаний в мире, которая массово производила и устанавливала батареи eVTOL и завершила десятки тысяч фактических испытаний.В интервью в декабре прошлого года, Цзян Вэйран, директор Института энергетических исследований Фарасиса, сказал, что он был уверен в том, что в будущем он сможет использовать электроэнергию в своих проектах.показывает, что батарея третьего поколения компании находится на стадии проверки продукта, с плотностью энергии 400Wh/kg.

Кроме того, Джи Яжуан, директор Института исследования граничных материалов EVE Energy,На мероприятии в апреле этого года было объявлено, что технология аккумуляторов на основе кремния достигла значительного прогресса., с плотностью энергии продукта до 380Wh/kg, которая может обеспечить поддержку мощности для маловысотных воздушных судов.Yiwei Lithium Energy объявила, что компания получила уведомление о разработке поставщика от компании Xiaopeng Huitian., и предоставит последнему прототип низковольтной литийной батареи следующего поколения.

"В настоящее время ведущие производители аккумуляторов рассматривают авиационные батареи как "вторую кривую роста", и инвестиции в НИОКР продолжают расти.Промышленность в целом находится на стадии "технической проверки - испытательное производство малых партий".Чжан Рюфэн, президент Шэньчжэньского автомобильно-авиационного исследовательского института,сказал в интервью репортеру из China Times, что экономика на низкой высоте стала стратегическим оплотом для производителей батарейОсновное значение имеет тройственное движение дивидендов политики, технологических обновлений и рыночных синих океанов.Традиционная технология автомобильных батарей приближается к насыщению, и авиационные энергетические батареи, как новая трасса, требуют более высокой плотности энергии, более высокой плотности мощности и надежности в экстремальных условиях.Это дает производителям батарей "новое поле битвы" для технологических прорывовНовейшие технологии, такие как литиевые металлические батареи и твердотельные батареи, могут преодолеть традиционные патентные барьеры литиевых батарей и достичь обгона в полосах движения.

"В настоящее время международная конкуренция в области авиационных батарей представляет собой ситуацию "Трех королевств". international giants such as SES in the United States and Bosch in Germany have entered the supply chain of eVTOL leading manufacturers such as Joby by virtue of their leading lithium metal battery technology, но их способность контролировать затраты слаба, и стоимость на Ah в 2-3 раза превышает стоимость отечественных компаний; во-вторых,отечественные ведущие компании полагаются на преимущества в расходах цепочки поставок и политическую поддержку для доминирования в области средней и низкой мощности (например, беспилотники мощностью менее 100 кВт), но рынок высокого класса (например, пилотируемый eVTOL) все еще должен преодолеть барьер сертификации летной годности;Geely и другие автомобильные компании разработали свои собственные батареи, пытаясь открыть замкнутый цикл "аккумулятор автомобиля", но их накопление авиационных технологий недостаточно,и в краткосрочной перспективе сложно пошатнуть позицию профессиональных производителей батарей.. " сказал Чжан Руфьэн.

Дилемма: решение недостижимого треугольника

Так называемая авиационная батарея питания относится к батарее питания, используемой маловысотными самолетами eVTOL. eVTOL можно разделить на пилотируемый и грузоперевозчик eVTOL.eVTOL для грузоперевозок эквивалентен большим дронамПоследнее является основным направлением развития экономики на низкой высоте и главной целью крупных производителей литийных батарей.

По сравнению с аккумуляторами новых энергетических транспортных средств, авиационные батареи имеют более строгие требования к показателям производительности.Сначала, плотность энергии должна превышать 400-500Wh/kg, значительно превышая 200-300Wh/kg автомобильных аккумуляторов, чтобы удовлетворить требованиям выносливости и нагрузки воздушного судна; во-вторых,мощность должна учитывать 8-10C скорость взлета и посадки и 3-5C круиз, а батарея должна иметь высокую способность к разряду; наконец, безопасность должна соответствовать нулевому риску отказа в экстремальных условиях (например, падение на 15 метров, низкая температура 20 °C),и избыточное питание должно быть гарантировано в случае отказа.

Из-за этого высокая плотность энергии, высокая скорость заряда и разряда и высокая безопасность также называют "недоступным треугольником" авиационных батарей.Решение для крупных производителей литийных батарей заключается в достижении баланса между тремя с помощью новых технологийНапример, CATL увеличила плотность энергии до 500 Wh/kg с помощью конденсированных батарей;Синьванда впервые выбрала путь полутвердых батарей и разрабатывает полностью твердотельные батареи для повышения плотности энергии и безопасности.

Однако современная технология твердотельных аккумуляторов еще не созрела, поэтому производителям аккумуляторов все еще нужно идти на компромисс между этими тремя."Например,, в некоторых сценариях высокочастотного взлета и посадки на коротких расстояниях,мы пожертвуем некоторой скоростью зарядки батареи и использовать замену батареи для решения проблем надежности других производительности. "

Ван Чжэнь сказал журналистам, что современные авиационные батареи по-прежнему сталкиваются с тремя основными техническими узкими местами.Хотя ожидается, что твердотельные батареи достигнут 400-500Wh/kg, они ограничены контактным интерфейсом, тепловой стабильностью и высокой стоимостью, и их трудно коммерциализировать в краткосрочной перспективе.трудно сбалансировать мощность и плотность энергииНеобходимо преодолеть "эффект качалки" посредством инноваций в материалах и конструкции, чтобы удовлетворить потребности всех этапов полета.аккумулятор не адаптируется к экстремальным условиям, и отсутствует система сертификации для авиации, поэтому стоимость остается высокой.стандарты проектирования системы и летной годности.

An eVTOL company executive told our reporter that the aviation power batteries of domestic battery manufacturers are just starting out and cannot fully meet the performance requirements of large-scale commercial use of eVTOL, и "ангелизм по-прежнему существует объективно".

"Насколько мне известно, отечественные продукты eVTOL в настоящее время обычно используют отечественные батареи.Авиационные энергетические батареи отечественных производителей батарей только начинают и не могут полностью соответствовать требованиям к производительности для крупномасштабного коммерческого использования eVTOL.Чэнь Янь, главный стратегический директор Zero Gravity Aircraft Industry (Hefei) Co., Ltd., отечественного производителя eVTOL,сказал в интервью с нашим репортером, что для того, чтобы эффективно решить проблему тревожности диапазона, самолеты с фиксированным крылом и многороторные продукты eVTOL компании приняли дизайн замены батареи.Ожидается, что в ближайшие пять лет авиационные аккумуляторы станут крупным рынком, как и новые энергетические транспортные средства., а в верхней и нижней части промышленной цепочки, такие как OEM и заводы по производству аккумуляторов, будет создаваться относительно совместимая ситуация развития.

Чэнь Янь считает, что в будущем авиационные батареи должны улучшить производительность в двух основных аспектах.и другой - дальнейшее повышение безопасности.Особенно тепловизионный.он считает, что требования к аккумуляторам для крупномасштабного коммерческого применения eVTOL включают плотность энергии ≥ 400wh/kg и срок службы ≥ 2000 циклов.

"Что касается литийных батарей, то, скорее всего, направление развития будет заключаться в том, что батарейные элементы серии 46 станут первым выбором для eVTOL.Пока неизвестно, когда твердотельные батареи смогут удовлетворить этот спросВ настоящее время мы используем отечественные литийные батареи с наибольшей плотностью энергии, а плотность энергии батареи составляет 320 Вт/кг.в дополнение к производителям литийных батарей, мы также установили отношения сотрудничества с компаниями по производству литиевых батарей и водородных топливных элементов".

Будущее: когда это может быть прибыльным?

Несмотря на то, что научно-исследовательские и технологические разработки пока не могут идти в ногу с спросом на рынке, авиационные батареи имеют относительно большие перспективы на рынке.

По словам Чжан Руфьена, в краткосрочной перспективе (2025-2027 гг.) сценарии применения авиационных батарей в основном связаны с логистикой беспилотных летательных аппаратов, осмотром достопримечательностей и т. д.с масштабом спроса от 5 до 8 млрд юанейВ среднесрочной перспективе (2028-2030 гг.), с постепенной коммерциализацией пилотируемого eVTOL,500Wh/kg литий-металлические батареи станут основным, с объемом рынка более 30 миллиардов юаней и годовым совокупным темпом роста более 50%. В долгосрочной перспективе (после 2030 года), с зрелостью гибридной технологии "водород-литийные батареи",рынок авиационных батарей может еще больше расшириться, наложенные с производными требованиями, такими как хранение энергии и авиационное аварийное электроснабжение, общий масштаб, как ожидается, превысит 100 миллиардов юаней.

Откуда берутся 100 миллиардов долларов рынка авиационных батарей?являются дорогими и составляют большую часть общей стоимости машины"Стоимость аккумуляторов eVTOL напрямую связана с возможностью интеграции цепочки поставок, а также напрямую связана с объемом поставок.Аккумуляторы eVTOL не являются стандартизированными продуктами.Поэтому цена батареи не может быть дешевой, особенно по сравнению с автомобильными батареями, которые можно сказать, что довольно дорогие.вместе с двигателем и электронным управлением, это составит четверть или даже треть от общей стоимости eVTOL". Чэнь Ян представил журналистам.

С другой стороны, на него влияет частота замены аккумуляторов eVTOL.аккумулятор eVTOL может использоваться в течение 5-10 лет, в зависимости от количества циклов самого аккумулятора и конкретного сценария применения. Согласно общей оценке, рынок аккумуляторов eVTOL начнет расти по объему через 3 года,и объем грузов будет на один порядок больше, чем сейчас., и может быть еще один порядок величины через 5 лет".

Согласно исследовательскому отчету, опубликованному Guojin Securities в апреле этого года, внутренний рынок аккумуляторов eVTOL достигнет 112,6 миллиарда юаней к 2030 году, в том числе 9.8 миллиардов юаней рынка оригинального оборудования и 1020,8 млрд юаней рынка послепродажного оборудования.

В соответствии с "Белой книгой по применению и рынку пассажирских электронных транспортных средств" на рынке предварительно установленных электронных транспортных средств ожидается, что совокупный внутренний спрос на электронные транспортные средства в 2030 году составит 16,316При условии, что один eVTOL имеет заряд 200 кВт·ч и цену 3 юаней/ч (цена авиационных батарей на один порядок больше, чем автомобильных батарей),соответствующее значение батареи для одной машины - 600, 000 юаней, и соответствующий рынок предварительно установленных составляет около 9,8 миллиардов юаней.

По оценкам, при условии 8 полетов в день и 1000 циклов жизнедеятельности аккумулятораколичество замен eVTOL батарей достигает 14 разВ 20-летнем жизненном цикле eVTOL, совокупный внутренний спрос на eVTOL в 2030 году, как ожидается, составит 16,316Если предположить, что средняя цена замены составляет 450 000 юаней за единицу, то рынок послепродажных аккумуляторов обеспечит суммарную аккумуляторную батарею в размере около 102,8 миллиардов юаней.

Рынок авиационных батарей имеет многообещающие перспективы, но график коммерциализации все еще не ясен.Ван Чжэнь считает, что процесс коммерциализации авиационных батарей зависит от скоординированного продвижения технологических прорывовВ настоящее время такие технологии, как высокая плотность энергии,высокобезопасные твердотельные батареи и литий-серные батареи все еще находятся на стадии исследований и разработокВ то же время стандарты летной годности строги, а цикл сертификации длительный.требуя от сточных и нижних стоков промышленной цепочки совместной работы для решения этой проблемыНесмотря на то, что такие сценарии, как eVTOL, приносят потенциальный спрос, демонстрационные операции по-прежнему являются основным направлением в краткосрочной перспективе, и ожидается, что масштабное коммерческое использование займет 5-10 лет.

Поэтому в настоящее время неизвестно, когда авиационные батареи могут принести прибыль производителям литиевых батарей.Требования к технологии авиационных батарей более строгие, а валовая прибыль будет выше., что означает, что порог добычи для корпоративной рентабельности будет ниже порога производства аккумуляторов для новых энергетических транспортных средств.

Чжан Руфьен считает, что авиационные батареи энергии вступили в стадию "технических прорывов и параллельной реализации сценариев" с "концептуального периода".Следующие 3-5 лет будут критическим периодом для дифференциации отраслиКомпании с техническими резервами (например, литий-металл/твердотельные батареи),возможности интеграции цепочки поставок (например, совместные предприятия с производителями материалов) и политические ресурсы, как ожидается, первыми получат прибыль.

¢ Для пилотируемых аккумуляторов eVTOL ожидается, что литийные металлические аккумуляторы завершат сертификацию летной годности и будут установлены небольшими партиями в период с 2026 по 2028 год, но первоначальная стоимость высока,и стоимость одной батареи более 1 миллиона юаней, компания может достичь безубыточности за счет государственных субсидий, и в долгосрочной перспективе ей нужны экономии масштаба для снижения затрат, то есть целевая стоимость составляет менее 5 000 юаней/кВт/ч." Чжан Руфьэн сказал:.