Các nhà sản xuất pin lithium trong nước đang cạnh tranh về eVTOL kinh tế ở độ cao thấp (máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng điện).
Gần đây, nhà sản xuất pin Xinwanda đã phát hành pin điện hàng không mới nhất "Xin Yunxiao 2.0" và tuyên bố rằng sản phẩm thế hệ đầu tiên của nó đã được sản xuất hàng loạt; mặt khác,Chuyên gia pin CATL cũng công bố rằng họ đã đạt được chứng nhận hệ thống quản lý chất lượng hàng không quốc tế và chính thức đáp ứng các tiêu chuẩn ngành hàng không; đầu tháng 3,Yiwei Lithium Energy tuyên bố sẽ trở thành nhà cung cấp pin lithium điện áp thấp cho mẫu máy bay thế hệ tiếp theo của công ty xe bay Xiaopeng HuitianMột phóng viên từ tờ China Times phát hiện ra rằng nhiều nhà sản xuất pin, bao gồm CATL (300750.SZ), Xinwanda (300207.SZ), Farasis Energy (688567.SH), Yiwei Lithium Energy (300014.SZ),Zhongxin Aviation (HK3931), và Guoxuan High-tech (002074.SZ), đã liên tiếp bước vào lĩnh vực pin điện hàng không.
Tại sao pin điện máy bay đã trở thành một chiến trường cho các nhà sản xuất pin lithium?
Nhiều người trong ngành nói với phóng viên China Times rằng có hai yếu tố chính đằng sau điều này: Thứ nhất, ngành công nghiệp pin lithium đã rơi vào cuộc cạnh tranh nội bộ nghiêm trọng trong những năm gần đây,và các công ty đang cần khẩn cấp tìm kiếm không gian thị trường mới để giải quyết tình thế khó khăn; thứ hai, nền kinh tế tầm thấp là một con đường mới, và thị trường pin năng lượng hàng không có nguồn gốc của nó vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển,Mô hình cạnh tranh trên thị trường vẫn chưa được xác định, và triển vọng phát triển rộng rãi. Guojin Securities đã phát hành một báo cáo nghiên cứu vào tháng 4 năm nay và dự đoán rằng vào năm 2030, thị trường pin eVTOL trong nước sẽ đạt 112,6 tỷ nhân dân tệ.
"Hiện tại, nhiều nhà sản xuất pin hàng đầu trong nước đang tích cực triển khai trong lĩnh vực công nghiệp độ cao thấp, và coi pin điện hàng không là một con đường chiến lược,và cường độ đầu tư đã tăng đáng kể." Wang Zeshen, Tổng thư ký Hiệp hội Công nghiệp Điện lực Hóa học và Vật lý Trung Quốc, nói trong một cuộc phỏng vấn với phóng viên China Times.
"Bây giờ ngành công nghiệp pin lithium đã tham gia nghiêm túc, và hầu hết các nhà sản xuất không chỉ nên thử nó, mà muốn nỗ lực rất nhiều để làm điều đó,bởi vì đây là một điểm xuất phát tốt để phá vỡ tình hình nội bộ hiện tại của ngànhMo Ke, tổng biên tập của Viện nghiên cứu Zhenli, nói với phóng viên này.
Tuy nhiên, hiện tại, vẫn còn một khoảng cách lớn giữa "lý tưởng" và "thực tế". Là một loại máy bay mới, sức mạnh cần thiết cho cất cánh dọc của eVTOL là 10 đến 15 lần so với hành trình trên mặt đất,và yêu cầu mật độ năng lượng pin cao hơn nhiều so với pin điện ô tôHiện nay, mật độ năng lượng của pin lithium thông thường là khoảng 150Wh-250Wh/kg.ứng dụng thương mại quy mô lớn của nó đòi hỏi pin với mật độ năng lượng ≥ 400wh/kg.
Điều này có nghĩa là đối với hầu hết các nhà sản xuất pin lithium, vẫn còn một chặng đường dài để giành "bánh" pin điện hàng không.
Đăng nhập: Điện tích mật độ
mật độ năng lượng pin ≥ 400wh/kg là điều kiện tiên quyết để eVTOL thực sự bay trên quy mô lớn,và nó cũng là rào cản đầu tiên mà các nhà sản xuất pin lithium phải vượt qua để bước vào nền kinh tế độ cao thấp.
Tại Triển lãm Công nghệ Pin Quốc tế lần thứ 17 tại Thâm Quyến được tổ chức gần đây, Xinwanda đã chính thức ra mắt sản phẩm pin năng lượng hàng không "Xin Yunxiao 2.0", với mật độ năng lượng 360Wh / kg.Đây là sản phẩm thế hệ thứ hai của Xinwanda kể từ khi nó đưa ra nền kinh tế độ cao thấp vào năm 2023Sản phẩm thế hệ đầu tiên của nó được cho là đã được sản xuất hàng loạt và hoàn thành chuyến bay 100km xác minh của một máy bay 100kg.
Xu Zhongling, giám đốc Viện nghiên cứu Xinwanda, tiết lộ rằng công ty cũng đang nghiên cứu trước pin năng lượng hàng không 400Wh / kg.một tuyến đường nâng cấp công nghệ năm thế hệ đã được xây dựng, và dự kiến sẽ đạt được mục tiêu phá vỡ 500Wh/kg mật độ năng lượng của pin trạng thái rắn vào năm 2027.
Ngược lại, nhà lãnh đạo ngành công nghiệp CATL đã tham gia trò chơi sớm hơn và đi trước một bước trong quá trình nghiên cứu và phát triển.CATL và COMAC và các thực thể khác được thành lập chung COMAC Times (Shanghai) Aviation Co., Ltd. Vào tháng 8 năm 2024, CATL đã đầu tư hàng trăm triệu đô la vào Fengfei Aviation, một máy tính chính eVTOL hàng đầu trong nước, để chính thức bắt đầu bố trí ứng dụng pin điện hàng không.Vào tháng 6 năm đó, Zeng Yuqun, Chủ tịch CATL,tiết lộ tại một sự kiện công khai rằng công ty đã thử nghiệm thành công một máy bay điện dân dụng 4 tấn và đang đẩy nhanh nghiên cứu và phát triển một máy bay điện 8 tấnPin được sử dụng trong dự án này là pin trạng thái ngưng tụ, với mật độ năng lượng tế bào duy nhất lên đến 500Wh / kg.
Vào tháng 1 năm nay, máy bay 2 tấn của Fengfei Aviation được trang bị pin CATL đã chính thức ra mắt tại lễ hội mùa xuân.CATL cũng thông báo rằng nó đã vượt qua chứng nhận hệ thống AS9100, tiêu chuẩn chất lượng cao nhất trong lĩnh vực hàng không vũ trụ toàn cầu, cho thấy các sản phẩm của công ty có trình độ quốc tế trong lĩnh vực máy bay không người lái và eVTOL.
Ngoài các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp, một số nhà sản xuất pin lithium cũng đang chạy đua để phát triển pin điện hàng không.Farasis Energy tuyên bố rằng công ty đã trở thành một trong số ít các công ty trên thế giới đã sản xuất hàng loạt và lắp đặt pin eVTOL và hoàn thành hàng chục ngàn thử nghiệm thực tếTrong một cuộc phỏng vấn vào tháng 12 năm ngoái, Jiang Weiran, giám đốc Viện Nghiên cứu Năng lượng Farasis, nói rằng:tiết lộ rằng pin thế hệ thứ ba của công ty đang trong giai đoạn xác minh sản phẩm, với mật độ năng lượng 400Wh/kg.
Ngoài ra, Ji Yajuan, giám đốc Viện nghiên cứu vật liệu biên giới của EVE Energy,tiết lộ tại một sự kiện vào tháng 4 năm nay rằng công nghệ pin mềm dựa trên silicon của công ty đã đạt được tiến bộ đáng kể, với mật độ năng lượng sản phẩm lên đến 380Wh/kg, có thể cung cấp hỗ trợ năng lượng cho máy bay ở độ cao thấp.Yiwei Lithium Energy thông báo rằng công ty đã nhận được một thông báo phát triển được chỉ định bởi nhà cung cấp từ công ty xe bay Xiaopeng Huitian, và sẽ cung cấp cho người cuối cùng với các mẫu pin lithium điện áp thấp thế hệ tiếp theo.
"Hiện tại, các nhà sản xuất pin hàng đầu đã coi pin điện hàng không là 'đường cong tăng trưởng thứ hai', và đầu tư R & D đã tiếp tục tăng lên.Toàn bộ ngành công nghiệp đang ở giai đoạn "kiểm tra kỹ thuật - sản xuất thử nghiệm lô nhỏ". " Zhang Ruifeng, chủ tịch của Viện nghiên cứu ô tô và hàng không Shenzhen,nói trong một cuộc phỏng vấn với một phóng viên từ China Times rằng nền kinh tế độ cao thấp đã trở thành một pháo đài chiến lược cho các nhà sản xuất pinCốt lõi nằm trong sự thúc đẩy ba lợi nhuận chính sách, nâng cấp công nghệ và đại dương xanh của thị trường.Công nghệ pin điện ô tô truyền thống đang tiến gần đến độ bão hòa, và pin điện hàng không, như một đường ray mới, đòi hỏi mật độ năng lượng cao hơn, mật độ công suất cao hơn và độ tin cậy môi trường cực đoan.Điều này cung cấp cho các nhà sản xuất pin một "đấu trường mới" cho những bước đột phá công nghệCác công nghệ tiên tiến như pin kim loại lithium và pin trạng thái rắn có thể bỏ qua các rào cản bằng sáng chế pin lithium truyền thống và đạt được việc vượt qua trong làn đường.
"Cuộc cạnh tranh quốc tế hiện tại trong lĩnh vực pin điện hàng không trình bày một tình huống 'Ba vương quốc'. 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, nhưng khả năng kiểm soát chi phí của họ là yếu, và chi phí mỗi Ah là 2-3 lần so với các công ty trong nước;Các công ty hàng đầu trong nước dựa vào lợi thế chi phí chuỗi cung ứng và hỗ trợ chính sách để thống trị các lĩnh vực công suất trung bình và thấp (chẳng hạn như máy bay không người lái dưới 100kW), nhưng thị trường cao cấp (như eVTOL có người lái) vẫn cần phải vượt qua rào cản chứng nhận khả năng bay; thứ ba, các đối thủ xuyên biên giới như GAC Aion,Geely và các công ty ô tô khác đã phát triển pin của riêng họ, cố gắng mở ra vòng tròn kín "cỗ pin xe", nhưng sự tích lũy công nghệ hàng không của họ là không đủ,và rất khó để làm rung chuyển vị trí của các nhà sản xuất pin chuyên nghiệp trong ngắn hạn." Zhang Ruifeng nói.
Vấn đề: Giải quyết hình tam giác không thể đạt được
Cái gọi là pin năng lượng hàng không đề cập đến pin năng lượng được sử dụng bởi máy bay tầm thấp eVTOL. eVTOL có thể được chia thành eVTOL có người và vận chuyển hàng hóa.EVTOL vận chuyển hàng hóa tương đương với máy bay không người lái lớn, trong khi eVTOL có người lái tương đương với máy bay nhỏ.
So với pin xe năng lượng mới, pin điện hàng không có yêu cầu nghiêm ngặt hơn về chỉ số hiệu suất.Đầu tiên., mật độ năng lượng cần vượt quá 400-500Wh/kg, vượt xa 200-300Wh/kg của pin ô tô, để đáp ứng các yêu cầu về sức bền và tải trọng của máy bay;công suất đầu ra cần phải tính đến 8-10C tốc độ cất cánh và hạ cánh và 3-5C hành trình, và pin cần có khả năng xả tốc độ cao; cuối cùng, an toàn cần đáp ứng rủi ro thất bại bằng không trong điều kiện cực đoan (chẳng hạn như giảm 15 mét, nhiệt độ thấp 20 ° C),và cung cấp điện dư thừa cần phải được đảm bảo trong trường hợp thất bại.
Vì lý do này, mật độ năng lượng cao, tốc độ sạc và xả cao và độ an toàn cao cũng được gọi là "đường tam giác không thể đạt được" của pin điện máy bay.Giải pháp cho các nhà sản xuất pin lithium lớn là đạt được sự cân bằng giữa ba với các công nghệ mớiVí dụ, CATL đã tăng mật độ năng lượng lên 500wh/kg thông qua pin ngưng tụ;Xinwangda đầu tiên đã chọn con đường pin bán rắn và đang phát triển pin trạng thái rắn để cải thiện mật độ năng lượng và an toàn.
Tuy nhiên, công nghệ pin trạng thái rắn hiện tại vẫn chưa trưởng thành, vì vậy các nhà sản xuất pin vẫn cần phải đánh đổi giữa ba loại này."Ví dụ, trong một số kịch bản cất cánh và hạ cánh tần số cao ở khoảng cách ngắn,chúng ta sẽ hy sinh một số tốc độ sạc pin và sử dụng thay thế pin để giải quyết các vấn đề độ tin cậy của hiệu suất khác. "
Wang Zeshen nói với các phóng viên rằng các pin điện hàng không hiện tại vẫn phải đối mặt với ba nút thắt kỹ thuật lớn.Mặc dù pin trạng thái rắn dự kiến sẽ vượt qua 400-500Wh/kg, chúng bị hạn chế bởi tiếp xúc giao diện, ổn định nhiệt và chi phí cao, và rất khó để thương mại hóa trong ngắn hạn.khó cân bằng sức mạnh và mật độ năng lượngNó là cần thiết để phá vỡ "hiệu ứng swingsaw" thông qua sự đổi mới vật liệu và thiết kế cấu trúc để đáp ứng nhu cầu của tất cả các giai đoạn của chuyến bay.pin không thích nghi với môi trường khắc nghiệtNhững thách thức này đòi hỏi một bước đột phá phối hợp về vật liệu,Thiết kế hệ thống và các tiêu chuẩn về khả năng bay.
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, và "sự lo lắng về phạm vi vẫn tồn tại một cách khách quan".
Theo như tôi biết, các sản phẩm eVTOL trong nước hiện nay thường sử dụng pin trong nước.pin điện hàng không của các nhà sản xuất pin trong nước mới chỉ bắt đầu và không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về hiệu suất của việc sử dụng thương mại quy mô lớn của eVTOL, và sự lo lắng về phạm vi tồn tại một cách khách quan. " Chen Yan, giám đốc chiến lược của Zero Gravity Aircraft Industry (Hefei) Co., Ltd, một nhà sản xuất máy chủ eVTOL trong nước,nói trong một cuộc phỏng vấn với phóng viên của chúng tôi rằng để giải quyết hiệu quả vấn đề lo lắng phạm vi, các máy bay cánh cố định và các sản phẩm eVTOL đa xoắn của công ty đã áp dụng thiết kế thay thế pin.Nó được ước tính lạc quan rằng pin điện hàng không dự kiến sẽ trở thành một thị trường quy mô lớn như xe năng lượng mới trong năm năm tới, và các chuỗi công nghiệp phía trên và phía dưới như OEM và nhà máy pin sẽ tạo ra một tình huống phát triển tương đối tương thích.
Chen Yan tin rằng trong tương lai, pin điện hàng không cần cải thiện hiệu suất trong hai khía cạnh chính.và thứ hai là cải thiện thêm an toàn.Đặc biệt là sự chạy trốn nhiệt.Ông tin rằng các yêu cầu cho pin cho các ứng dụng thương mại quy mô lớn của eVTOL bao gồm mật độ năng lượng ≥ 400wh/kg và tuổi thọ chu kỳ ≥ 2000 chu kỳ.
"Xét về pin lithium thứ ba, hướng phát triển có thể là các tế bào pin loạt 46 sẽ trở thành sự lựa chọn đầu tiên cho eVTOL.Vẫn còn phải xem khi nào pin trạng thái rắn có thể đáp ứng nhu cầu nàyHiện tại, chúng tôi sử dụng pin lithium thứ ba được sản xuất trong nước với mật độ năng lượng cao nhất, và mật độ năng lượng của pin là 320wh / kg.ngoài các nhà sản xuất pin lithium ba phân, chúng tôi cũng đã thiết lập mối quan hệ hợp tác với các công ty pin lithium kim loại và pin nhiên liệu hydro".
Tương lai: Khi nào nó có thể có lợi nhuận?
Mặc dù nghiên cứu và phát triển công nghệ vẫn chưa theo kịp nhu cầu thị trường, pin điện hàng không đã cho thấy triển vọng thị trường tương đối lớn.
Zhang Ruifeng đã giới thiệu rằng trong ngắn hạn (2025-2027), các kịch bản ứng dụng của pin điện hàng không chủ yếu là hậu cần máy bay không người lái, tham quan địa danh, v.v.với quy mô nhu cầu khoảng 5 tỷ đến 8 tỷ nhân dân tệ, chủ yếu tập trung vào 300Wh / kg lithium iron phosphate và 400Wh / kg pin ba. Trong trung hạn (2028-2030), với việc thương mại hóa dần dần của eVTOL có người lái,Các pin lithium kim loại 500Wh / kg sẽ trở thành dòng chính, với quy mô thị trường vượt quá 30 tỷ nhân dân tệ và tốc độ tăng trưởng tổng hợp hàng năm hơn 50%. Trong dài hạn (sau năm 2030), với sự trưởng thành của công nghệ lai "các pin hydro-lithium",thị trường pin điện hàng không có thể mở rộng hơn nữa, được chồng chất với nhu cầu phái sinh như lưu trữ năng lượng và cung cấp điện khẩn cấp cho hàng không, quy mô tổng thể dự kiến sẽ vượt quá 100 tỷ nhân dân tệ.
Thị trường 100 tỷ đô la cho pin điện hàng không đến từ đâu? Có hai lý do chính đằng sau điều này: Một mặt, pin, như các thành phần cốt lõi của eVTOL,đắt tiền và chiếm một tỷ lệ cao trong tổng chi phí máy"Chi phí pin eVTOL có liên quan trực tiếp đến khả năng tích hợp chuỗi cung ứng và cũng có liên quan trực tiếp đến khối lượng cung cấp.Pin eVTOL không phải là sản phẩm bán hàng tiêu chuẩn, và tất cả cần phải được tùy chỉnh. do đó, giá pin không thể rẻ, đặc biệt là so với pin ô tô, mà có thể được nói là khá đắt tiền. trong chi phí BOM,cùng với động cơ và điều khiển điện tử, nó sẽ chiếm một phần tư hoặc thậm chí một phần ba tổng chi phí của một eVTOL. " Chen Yan giới thiệu với các phóng viên.
Mặt khác, nó bị ảnh hưởng bởi tần suất thay thế pin eVTOL.pin eVTOL có thể được sử dụng trong 5-10 năm, tùy thuộc vào số chu kỳ của chính pin và kịch bản ứng dụng cụ thể. Theo đánh giá chung, thị trường pin eVTOL sẽ bắt đầu tăng theo khối lượng trong 3 năm,và khối lượng vận chuyển sẽ cao hơn một thứ bậc so với bây giờ, và có thể là một thứ tự khác của quy mô trong 5 năm".
Theo một báo cáo nghiên cứu do Guojin Securities công bố vào tháng 4 năm nay, thị trường pin eVTOL trong nước sẽ đạt 112,6 tỷ nhân dân tệ vào năm 2030, bao gồm 9.8 tỷ nhân dân tệ của thị trường thiết bị ban đầu và 102.8 tỷ nhân dân tệ của thị trường phụ kiện.
Trong thị trường được cài đặt sẵn, theo "Sách trắng về ứng dụng và thị trường eVTOL cho hành khách", nhu cầu eVTOL tích lũy trong nước vào năm 2030 dự kiến là 16,316Giả sử rằng một eVTOL duy nhất có điện tích 200kWh và giá 3 nhân dân tệ/Wh (giá của pin hàng không cao hơn một bậc so với pin ô tô),giá trị pin máy đơn tương ứng là 600,000 nhân dân tệ, và thị trường cài đặt sẵn tương ứng là khoảng 9,8 tỷ nhân dân tệ.
Thị trường phụ tùng linh hoạt hơn do tần suất thay thế.số lượng thay thế pin eVTOL đạt 14 lầnTrong vòng đời 20 năm của eVTOL, nhu cầu điện tử điện tử điện tử trong nước tích lũy vào năm 2030 dự kiến là 16,316Giả sử rằng giá thay thế trung bình là 450.000 nhân dân tệ mỗi đơn vị, thị trường bán sau pin sẽ cung cấp một pin tích lũy khoảng 102,8 tỷ nhân dân tệ.
Thị trường pin điện hàng không có triển vọng đầy hứa hẹn, nhưng thời gian biểu thương mại hóa vẫn chưa rõ ràng.Wang Zeshen tin rằng quá trình thương mại hóa pin điện hàng không phụ thuộc vào việc thúc đẩy phối hợp các bước đột phá công nghệ, chứng nhận khả năng bay và nhu cầu thị trường.pin trạng thái rắn an toàn cao và pin lithium-lưu huỳnh vẫn đang trong giai đoạn xác minh R&D, và sản xuất quy mô lớn và kiểm soát chi phí vẫn chưa trưởng thành.yêu cầu các chuỗi công nghiệp phía trên và phía dưới làm việc cùng nhau để giải quyết vấn đềMặc dù các kịch bản mới nổi như eVTOL mang lại nhu cầu tiềm năng, các hoạt động trình diễn vẫn là trọng tâm chính trong ngắn hạn và sử dụng thương mại quy mô lớn dự kiến sẽ mất 5-10 năm.
Do đó, hiện tại không biết bao giờ pin điện hàng không có thể mang lại lợi nhuận cho các nhà sản xuất pin lithium.Các yêu cầu về công nghệ pin điện hàng không sẽ nghiêm ngặt hơn và lợi nhuận tổng sẽ cao hơn, có nghĩa là ngưỡng sản xuất cho lợi nhuận của doanh nghiệp sẽ thấp hơn so với pin xe năng lượng mới.
Zhang Ruifeng tin rằng pin điện hàng không đã bước vào giai đoạn "thành công kỹ thuật và thực hiện kịch bản song song" từ "thời kỳ khái niệm".3-5 năm tới sẽ là một giai đoạn quan trọng cho sự khác biệt của ngành công nghiệpCác công ty có dự trữ kỹ thuật (như lithium metal / pin trạng thái rắn),khả năng tích hợp chuỗi cung ứng (chẳng hạn như liên doanh chung với các nhà sản xuất vật liệu) và các nguồn lực chính sách dự kiến sẽ là những người đầu tiên tạo ra lợi nhuận.
¢ Đối với pin eVTOL có người lái, pin lithium kim loại dự kiến sẽ hoàn thành chứng nhận khả năng bay và được lắp đặt theo lô nhỏ giữa năm 2026 và 2028, nhưng chi phí ban đầu là cao,và chi phí của một pin là hơn 1 triệu nhân dân tệ, công ty có thể đạt được mức cân bằng thông qua trợ cấp của chính phủ, và về lâu dài, công ty cần kinh tế quy mô để giảm chi phí, tức là chi phí mục tiêu dưới 5.000 nhân dân tệ/kWh." Zhang Ruifeng nói.
Các nhà sản xuất pin lithium trong nước đang cạnh tranh về eVTOL kinh tế ở độ cao thấp (máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng điện).
Gần đây, nhà sản xuất pin Xinwanda đã phát hành pin điện hàng không mới nhất "Xin Yunxiao 2.0" và tuyên bố rằng sản phẩm thế hệ đầu tiên của nó đã được sản xuất hàng loạt; mặt khác,Chuyên gia pin CATL cũng công bố rằng họ đã đạt được chứng nhận hệ thống quản lý chất lượng hàng không quốc tế và chính thức đáp ứng các tiêu chuẩn ngành hàng không; đầu tháng 3,Yiwei Lithium Energy tuyên bố sẽ trở thành nhà cung cấp pin lithium điện áp thấp cho mẫu máy bay thế hệ tiếp theo của công ty xe bay Xiaopeng HuitianMột phóng viên từ tờ China Times phát hiện ra rằng nhiều nhà sản xuất pin, bao gồm CATL (300750.SZ), Xinwanda (300207.SZ), Farasis Energy (688567.SH), Yiwei Lithium Energy (300014.SZ),Zhongxin Aviation (HK3931), và Guoxuan High-tech (002074.SZ), đã liên tiếp bước vào lĩnh vực pin điện hàng không.
Tại sao pin điện máy bay đã trở thành một chiến trường cho các nhà sản xuất pin lithium?
Nhiều người trong ngành nói với phóng viên China Times rằng có hai yếu tố chính đằng sau điều này: Thứ nhất, ngành công nghiệp pin lithium đã rơi vào cuộc cạnh tranh nội bộ nghiêm trọng trong những năm gần đây,và các công ty đang cần khẩn cấp tìm kiếm không gian thị trường mới để giải quyết tình thế khó khăn; thứ hai, nền kinh tế tầm thấp là một con đường mới, và thị trường pin năng lượng hàng không có nguồn gốc của nó vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển,Mô hình cạnh tranh trên thị trường vẫn chưa được xác định, và triển vọng phát triển rộng rãi. Guojin Securities đã phát hành một báo cáo nghiên cứu vào tháng 4 năm nay và dự đoán rằng vào năm 2030, thị trường pin eVTOL trong nước sẽ đạt 112,6 tỷ nhân dân tệ.
"Hiện tại, nhiều nhà sản xuất pin hàng đầu trong nước đang tích cực triển khai trong lĩnh vực công nghiệp độ cao thấp, và coi pin điện hàng không là một con đường chiến lược,và cường độ đầu tư đã tăng đáng kể." Wang Zeshen, Tổng thư ký Hiệp hội Công nghiệp Điện lực Hóa học và Vật lý Trung Quốc, nói trong một cuộc phỏng vấn với phóng viên China Times.
"Bây giờ ngành công nghiệp pin lithium đã tham gia nghiêm túc, và hầu hết các nhà sản xuất không chỉ nên thử nó, mà muốn nỗ lực rất nhiều để làm điều đó,bởi vì đây là một điểm xuất phát tốt để phá vỡ tình hình nội bộ hiện tại của ngànhMo Ke, tổng biên tập của Viện nghiên cứu Zhenli, nói với phóng viên này.
Tuy nhiên, hiện tại, vẫn còn một khoảng cách lớn giữa "lý tưởng" và "thực tế". Là một loại máy bay mới, sức mạnh cần thiết cho cất cánh dọc của eVTOL là 10 đến 15 lần so với hành trình trên mặt đất,và yêu cầu mật độ năng lượng pin cao hơn nhiều so với pin điện ô tôHiện nay, mật độ năng lượng của pin lithium thông thường là khoảng 150Wh-250Wh/kg.ứng dụng thương mại quy mô lớn của nó đòi hỏi pin với mật độ năng lượng ≥ 400wh/kg.
Điều này có nghĩa là đối với hầu hết các nhà sản xuất pin lithium, vẫn còn một chặng đường dài để giành "bánh" pin điện hàng không.
Đăng nhập: Điện tích mật độ
mật độ năng lượng pin ≥ 400wh/kg là điều kiện tiên quyết để eVTOL thực sự bay trên quy mô lớn,và nó cũng là rào cản đầu tiên mà các nhà sản xuất pin lithium phải vượt qua để bước vào nền kinh tế độ cao thấp.
Tại Triển lãm Công nghệ Pin Quốc tế lần thứ 17 tại Thâm Quyến được tổ chức gần đây, Xinwanda đã chính thức ra mắt sản phẩm pin năng lượng hàng không "Xin Yunxiao 2.0", với mật độ năng lượng 360Wh / kg.Đây là sản phẩm thế hệ thứ hai của Xinwanda kể từ khi nó đưa ra nền kinh tế độ cao thấp vào năm 2023Sản phẩm thế hệ đầu tiên của nó được cho là đã được sản xuất hàng loạt và hoàn thành chuyến bay 100km xác minh của một máy bay 100kg.
Xu Zhongling, giám đốc Viện nghiên cứu Xinwanda, tiết lộ rằng công ty cũng đang nghiên cứu trước pin năng lượng hàng không 400Wh / kg.một tuyến đường nâng cấp công nghệ năm thế hệ đã được xây dựng, và dự kiến sẽ đạt được mục tiêu phá vỡ 500Wh/kg mật độ năng lượng của pin trạng thái rắn vào năm 2027.
Ngược lại, nhà lãnh đạo ngành công nghiệp CATL đã tham gia trò chơi sớm hơn và đi trước một bước trong quá trình nghiên cứu và phát triển.CATL và COMAC và các thực thể khác được thành lập chung COMAC Times (Shanghai) Aviation Co., Ltd. Vào tháng 8 năm 2024, CATL đã đầu tư hàng trăm triệu đô la vào Fengfei Aviation, một máy tính chính eVTOL hàng đầu trong nước, để chính thức bắt đầu bố trí ứng dụng pin điện hàng không.Vào tháng 6 năm đó, Zeng Yuqun, Chủ tịch CATL,tiết lộ tại một sự kiện công khai rằng công ty đã thử nghiệm thành công một máy bay điện dân dụng 4 tấn và đang đẩy nhanh nghiên cứu và phát triển một máy bay điện 8 tấnPin được sử dụng trong dự án này là pin trạng thái ngưng tụ, với mật độ năng lượng tế bào duy nhất lên đến 500Wh / kg.
Vào tháng 1 năm nay, máy bay 2 tấn của Fengfei Aviation được trang bị pin CATL đã chính thức ra mắt tại lễ hội mùa xuân.CATL cũng thông báo rằng nó đã vượt qua chứng nhận hệ thống AS9100, tiêu chuẩn chất lượng cao nhất trong lĩnh vực hàng không vũ trụ toàn cầu, cho thấy các sản phẩm của công ty có trình độ quốc tế trong lĩnh vực máy bay không người lái và eVTOL.
Ngoài các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp, một số nhà sản xuất pin lithium cũng đang chạy đua để phát triển pin điện hàng không.Farasis Energy tuyên bố rằng công ty đã trở thành một trong số ít các công ty trên thế giới đã sản xuất hàng loạt và lắp đặt pin eVTOL và hoàn thành hàng chục ngàn thử nghiệm thực tếTrong một cuộc phỏng vấn vào tháng 12 năm ngoái, Jiang Weiran, giám đốc Viện Nghiên cứu Năng lượng Farasis, nói rằng:tiết lộ rằng pin thế hệ thứ ba của công ty đang trong giai đoạn xác minh sản phẩm, với mật độ năng lượng 400Wh/kg.
Ngoài ra, Ji Yajuan, giám đốc Viện nghiên cứu vật liệu biên giới của EVE Energy,tiết lộ tại một sự kiện vào tháng 4 năm nay rằng công nghệ pin mềm dựa trên silicon của công ty đã đạt được tiến bộ đáng kể, với mật độ năng lượng sản phẩm lên đến 380Wh/kg, có thể cung cấp hỗ trợ năng lượng cho máy bay ở độ cao thấp.Yiwei Lithium Energy thông báo rằng công ty đã nhận được một thông báo phát triển được chỉ định bởi nhà cung cấp từ công ty xe bay Xiaopeng Huitian, và sẽ cung cấp cho người cuối cùng với các mẫu pin lithium điện áp thấp thế hệ tiếp theo.
"Hiện tại, các nhà sản xuất pin hàng đầu đã coi pin điện hàng không là 'đường cong tăng trưởng thứ hai', và đầu tư R & D đã tiếp tục tăng lên.Toàn bộ ngành công nghiệp đang ở giai đoạn "kiểm tra kỹ thuật - sản xuất thử nghiệm lô nhỏ". " Zhang Ruifeng, chủ tịch của Viện nghiên cứu ô tô và hàng không Shenzhen,nói trong một cuộc phỏng vấn với một phóng viên từ China Times rằng nền kinh tế độ cao thấp đã trở thành một pháo đài chiến lược cho các nhà sản xuất pinCốt lõi nằm trong sự thúc đẩy ba lợi nhuận chính sách, nâng cấp công nghệ và đại dương xanh của thị trường.Công nghệ pin điện ô tô truyền thống đang tiến gần đến độ bão hòa, và pin điện hàng không, như một đường ray mới, đòi hỏi mật độ năng lượng cao hơn, mật độ công suất cao hơn và độ tin cậy môi trường cực đoan.Điều này cung cấp cho các nhà sản xuất pin một "đấu trường mới" cho những bước đột phá công nghệCác công nghệ tiên tiến như pin kim loại lithium và pin trạng thái rắn có thể bỏ qua các rào cản bằng sáng chế pin lithium truyền thống và đạt được việc vượt qua trong làn đường.
"Cuộc cạnh tranh quốc tế hiện tại trong lĩnh vực pin điện hàng không trình bày một tình huống 'Ba vương quốc'. 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, nhưng khả năng kiểm soát chi phí của họ là yếu, và chi phí mỗi Ah là 2-3 lần so với các công ty trong nước;Các công ty hàng đầu trong nước dựa vào lợi thế chi phí chuỗi cung ứng và hỗ trợ chính sách để thống trị các lĩnh vực công suất trung bình và thấp (chẳng hạn như máy bay không người lái dưới 100kW), nhưng thị trường cao cấp (như eVTOL có người lái) vẫn cần phải vượt qua rào cản chứng nhận khả năng bay; thứ ba, các đối thủ xuyên biên giới như GAC Aion,Geely và các công ty ô tô khác đã phát triển pin của riêng họ, cố gắng mở ra vòng tròn kín "cỗ pin xe", nhưng sự tích lũy công nghệ hàng không của họ là không đủ,và rất khó để làm rung chuyển vị trí của các nhà sản xuất pin chuyên nghiệp trong ngắn hạn." Zhang Ruifeng nói.
Vấn đề: Giải quyết hình tam giác không thể đạt được
Cái gọi là pin năng lượng hàng không đề cập đến pin năng lượng được sử dụng bởi máy bay tầm thấp eVTOL. eVTOL có thể được chia thành eVTOL có người và vận chuyển hàng hóa.EVTOL vận chuyển hàng hóa tương đương với máy bay không người lái lớn, trong khi eVTOL có người lái tương đương với máy bay nhỏ.
So với pin xe năng lượng mới, pin điện hàng không có yêu cầu nghiêm ngặt hơn về chỉ số hiệu suất.Đầu tiên., mật độ năng lượng cần vượt quá 400-500Wh/kg, vượt xa 200-300Wh/kg của pin ô tô, để đáp ứng các yêu cầu về sức bền và tải trọng của máy bay;công suất đầu ra cần phải tính đến 8-10C tốc độ cất cánh và hạ cánh và 3-5C hành trình, và pin cần có khả năng xả tốc độ cao; cuối cùng, an toàn cần đáp ứng rủi ro thất bại bằng không trong điều kiện cực đoan (chẳng hạn như giảm 15 mét, nhiệt độ thấp 20 ° C),và cung cấp điện dư thừa cần phải được đảm bảo trong trường hợp thất bại.
Vì lý do này, mật độ năng lượng cao, tốc độ sạc và xả cao và độ an toàn cao cũng được gọi là "đường tam giác không thể đạt được" của pin điện máy bay.Giải pháp cho các nhà sản xuất pin lithium lớn là đạt được sự cân bằng giữa ba với các công nghệ mớiVí dụ, CATL đã tăng mật độ năng lượng lên 500wh/kg thông qua pin ngưng tụ;Xinwangda đầu tiên đã chọn con đường pin bán rắn và đang phát triển pin trạng thái rắn để cải thiện mật độ năng lượng và an toàn.
Tuy nhiên, công nghệ pin trạng thái rắn hiện tại vẫn chưa trưởng thành, vì vậy các nhà sản xuất pin vẫn cần phải đánh đổi giữa ba loại này."Ví dụ, trong một số kịch bản cất cánh và hạ cánh tần số cao ở khoảng cách ngắn,chúng ta sẽ hy sinh một số tốc độ sạc pin và sử dụng thay thế pin để giải quyết các vấn đề độ tin cậy của hiệu suất khác. "
Wang Zeshen nói với các phóng viên rằng các pin điện hàng không hiện tại vẫn phải đối mặt với ba nút thắt kỹ thuật lớn.Mặc dù pin trạng thái rắn dự kiến sẽ vượt qua 400-500Wh/kg, chúng bị hạn chế bởi tiếp xúc giao diện, ổn định nhiệt và chi phí cao, và rất khó để thương mại hóa trong ngắn hạn.khó cân bằng sức mạnh và mật độ năng lượngNó là cần thiết để phá vỡ "hiệu ứng swingsaw" thông qua sự đổi mới vật liệu và thiết kế cấu trúc để đáp ứng nhu cầu của tất cả các giai đoạn của chuyến bay.pin không thích nghi với môi trường khắc nghiệtNhững thách thức này đòi hỏi một bước đột phá phối hợp về vật liệu,Thiết kế hệ thống và các tiêu chuẩn về khả năng bay.
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, và "sự lo lắng về phạm vi vẫn tồn tại một cách khách quan".
Theo như tôi biết, các sản phẩm eVTOL trong nước hiện nay thường sử dụng pin trong nước.pin điện hàng không của các nhà sản xuất pin trong nước mới chỉ bắt đầu và không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về hiệu suất của việc sử dụng thương mại quy mô lớn của eVTOL, và sự lo lắng về phạm vi tồn tại một cách khách quan. " Chen Yan, giám đốc chiến lược của Zero Gravity Aircraft Industry (Hefei) Co., Ltd, một nhà sản xuất máy chủ eVTOL trong nước,nói trong một cuộc phỏng vấn với phóng viên của chúng tôi rằng để giải quyết hiệu quả vấn đề lo lắng phạm vi, các máy bay cánh cố định và các sản phẩm eVTOL đa xoắn của công ty đã áp dụng thiết kế thay thế pin.Nó được ước tính lạc quan rằng pin điện hàng không dự kiến sẽ trở thành một thị trường quy mô lớn như xe năng lượng mới trong năm năm tới, và các chuỗi công nghiệp phía trên và phía dưới như OEM và nhà máy pin sẽ tạo ra một tình huống phát triển tương đối tương thích.
Chen Yan tin rằng trong tương lai, pin điện hàng không cần cải thiện hiệu suất trong hai khía cạnh chính.và thứ hai là cải thiện thêm an toàn.Đặc biệt là sự chạy trốn nhiệt.Ông tin rằng các yêu cầu cho pin cho các ứng dụng thương mại quy mô lớn của eVTOL bao gồm mật độ năng lượng ≥ 400wh/kg và tuổi thọ chu kỳ ≥ 2000 chu kỳ.
"Xét về pin lithium thứ ba, hướng phát triển có thể là các tế bào pin loạt 46 sẽ trở thành sự lựa chọn đầu tiên cho eVTOL.Vẫn còn phải xem khi nào pin trạng thái rắn có thể đáp ứng nhu cầu nàyHiện tại, chúng tôi sử dụng pin lithium thứ ba được sản xuất trong nước với mật độ năng lượng cao nhất, và mật độ năng lượng của pin là 320wh / kg.ngoài các nhà sản xuất pin lithium ba phân, chúng tôi cũng đã thiết lập mối quan hệ hợp tác với các công ty pin lithium kim loại và pin nhiên liệu hydro".
Tương lai: Khi nào nó có thể có lợi nhuận?
Mặc dù nghiên cứu và phát triển công nghệ vẫn chưa theo kịp nhu cầu thị trường, pin điện hàng không đã cho thấy triển vọng thị trường tương đối lớn.
Zhang Ruifeng đã giới thiệu rằng trong ngắn hạn (2025-2027), các kịch bản ứng dụng của pin điện hàng không chủ yếu là hậu cần máy bay không người lái, tham quan địa danh, v.v.với quy mô nhu cầu khoảng 5 tỷ đến 8 tỷ nhân dân tệ, chủ yếu tập trung vào 300Wh / kg lithium iron phosphate và 400Wh / kg pin ba. Trong trung hạn (2028-2030), với việc thương mại hóa dần dần của eVTOL có người lái,Các pin lithium kim loại 500Wh / kg sẽ trở thành dòng chính, với quy mô thị trường vượt quá 30 tỷ nhân dân tệ và tốc độ tăng trưởng tổng hợp hàng năm hơn 50%. Trong dài hạn (sau năm 2030), với sự trưởng thành của công nghệ lai "các pin hydro-lithium",thị trường pin điện hàng không có thể mở rộng hơn nữa, được chồng chất với nhu cầu phái sinh như lưu trữ năng lượng và cung cấp điện khẩn cấp cho hàng không, quy mô tổng thể dự kiến sẽ vượt quá 100 tỷ nhân dân tệ.
Thị trường 100 tỷ đô la cho pin điện hàng không đến từ đâu? Có hai lý do chính đằng sau điều này: Một mặt, pin, như các thành phần cốt lõi của eVTOL,đắt tiền và chiếm một tỷ lệ cao trong tổng chi phí máy"Chi phí pin eVTOL có liên quan trực tiếp đến khả năng tích hợp chuỗi cung ứng và cũng có liên quan trực tiếp đến khối lượng cung cấp.Pin eVTOL không phải là sản phẩm bán hàng tiêu chuẩn, và tất cả cần phải được tùy chỉnh. do đó, giá pin không thể rẻ, đặc biệt là so với pin ô tô, mà có thể được nói là khá đắt tiền. trong chi phí BOM,cùng với động cơ và điều khiển điện tử, nó sẽ chiếm một phần tư hoặc thậm chí một phần ba tổng chi phí của một eVTOL. " Chen Yan giới thiệu với các phóng viên.
Mặt khác, nó bị ảnh hưởng bởi tần suất thay thế pin eVTOL.pin eVTOL có thể được sử dụng trong 5-10 năm, tùy thuộc vào số chu kỳ của chính pin và kịch bản ứng dụng cụ thể. Theo đánh giá chung, thị trường pin eVTOL sẽ bắt đầu tăng theo khối lượng trong 3 năm,và khối lượng vận chuyển sẽ cao hơn một thứ bậc so với bây giờ, và có thể là một thứ tự khác của quy mô trong 5 năm".
Theo một báo cáo nghiên cứu do Guojin Securities công bố vào tháng 4 năm nay, thị trường pin eVTOL trong nước sẽ đạt 112,6 tỷ nhân dân tệ vào năm 2030, bao gồm 9.8 tỷ nhân dân tệ của thị trường thiết bị ban đầu và 102.8 tỷ nhân dân tệ của thị trường phụ kiện.
Trong thị trường được cài đặt sẵn, theo "Sách trắng về ứng dụng và thị trường eVTOL cho hành khách", nhu cầu eVTOL tích lũy trong nước vào năm 2030 dự kiến là 16,316Giả sử rằng một eVTOL duy nhất có điện tích 200kWh và giá 3 nhân dân tệ/Wh (giá của pin hàng không cao hơn một bậc so với pin ô tô),giá trị pin máy đơn tương ứng là 600,000 nhân dân tệ, và thị trường cài đặt sẵn tương ứng là khoảng 9,8 tỷ nhân dân tệ.
Thị trường phụ tùng linh hoạt hơn do tần suất thay thế.số lượng thay thế pin eVTOL đạt 14 lầnTrong vòng đời 20 năm của eVTOL, nhu cầu điện tử điện tử điện tử trong nước tích lũy vào năm 2030 dự kiến là 16,316Giả sử rằng giá thay thế trung bình là 450.000 nhân dân tệ mỗi đơn vị, thị trường bán sau pin sẽ cung cấp một pin tích lũy khoảng 102,8 tỷ nhân dân tệ.
Thị trường pin điện hàng không có triển vọng đầy hứa hẹn, nhưng thời gian biểu thương mại hóa vẫn chưa rõ ràng.Wang Zeshen tin rằng quá trình thương mại hóa pin điện hàng không phụ thuộc vào việc thúc đẩy phối hợp các bước đột phá công nghệ, chứng nhận khả năng bay và nhu cầu thị trường.pin trạng thái rắn an toàn cao và pin lithium-lưu huỳnh vẫn đang trong giai đoạn xác minh R&D, và sản xuất quy mô lớn và kiểm soát chi phí vẫn chưa trưởng thành.yêu cầu các chuỗi công nghiệp phía trên và phía dưới làm việc cùng nhau để giải quyết vấn đềMặc dù các kịch bản mới nổi như eVTOL mang lại nhu cầu tiềm năng, các hoạt động trình diễn vẫn là trọng tâm chính trong ngắn hạn và sử dụng thương mại quy mô lớn dự kiến sẽ mất 5-10 năm.
Do đó, hiện tại không biết bao giờ pin điện hàng không có thể mang lại lợi nhuận cho các nhà sản xuất pin lithium.Các yêu cầu về công nghệ pin điện hàng không sẽ nghiêm ngặt hơn và lợi nhuận tổng sẽ cao hơn, có nghĩa là ngưỡng sản xuất cho lợi nhuận của doanh nghiệp sẽ thấp hơn so với pin xe năng lượng mới.
Zhang Ruifeng tin rằng pin điện hàng không đã bước vào giai đoạn "thành công kỹ thuật và thực hiện kịch bản song song" từ "thời kỳ khái niệm".3-5 năm tới sẽ là một giai đoạn quan trọng cho sự khác biệt của ngành công nghiệpCác công ty có dự trữ kỹ thuật (như lithium metal / pin trạng thái rắn),khả năng tích hợp chuỗi cung ứng (chẳng hạn như liên doanh chung với các nhà sản xuất vật liệu) và các nguồn lực chính sách dự kiến sẽ là những người đầu tiên tạo ra lợi nhuận.
¢ Đối với pin eVTOL có người lái, pin lithium kim loại dự kiến sẽ hoàn thành chứng nhận khả năng bay và được lắp đặt theo lô nhỏ giữa năm 2026 và 2028, nhưng chi phí ban đầu là cao,và chi phí của một pin là hơn 1 triệu nhân dân tệ, công ty có thể đạt được mức cân bằng thông qua trợ cấp của chính phủ, và về lâu dài, công ty cần kinh tế quy mô để giảm chi phí, tức là chi phí mục tiêu dưới 5.000 nhân dân tệ/kWh." Zhang Ruifeng nói.
