续航焦虑有解了？固态与石墨烯电池突破开启低空经济万亿市场
- 2025-06-30 07:00:00
一块能量密度480Wh/kg的固态电池驱动eVTOL持续飞行48分钟，相比传统电池提升90%，低空经济的续航瓶颈正在被技术革新打破。
“全球eVTOL市场规模将在2030年增至3000亿美元，2040年突破万亿美元。”今年3月，Morgan Stanley与天眼查的综合预测数据在低空经济领域引发震动。与此同时，央视新闻报道指出，2025年低空经济对国民经济综合贡献值将达到3万亿至5万亿元。
在这片蓝海下，一个关键技术瓶颈却始终悬而未决：续航焦虑。
传统锂电池仅250Wh/kg的能量密度，不到航空煤油的1/40，严重制约着飞行器的航程与商用前景。当eVTOL百公里耗电量高达65度，达到普通汽车的3-5倍时，电池性能成为决定低空经济能否真正“起飞”的关键因素。
01 万亿市场下的隐形引擎，电池决定低空经济高度
继2024年首次写入政府工作报告后，低空经济在2025年政府工作报告中再次被强调为需要推动安全健康发展的新兴产业。政策持续加码下，这片蓝海市场正以前所未有的速度扩张。
赛迪顾问数据显示，2023年我国eVTOL产业规模已达9.8亿元，同比增长77.3%。预计2026年将爆发性增长至95亿元。
电池在飞行器成本结构中占比高达30%，这意味着仅eVTOL赛道就将催生数十亿级的电池市场。高工产研锂电研究所预测，到2040年，低空经济带动的电池产业市场规模将突破万亿元。
与新能源汽车不同，低空飞行器对电池的要求更为严苛。eVTOL的平均功率需求是同等重量汽车的30-40倍，峰值功率需求达5-10倍。
“电池技术是eVTOL发展的核心关键”，亿航智能副总裁张宏一语道破，“电力驱动是实现零排放、降低运营成本的核心”。从续航能力到安全性，从充电效率到环境适应性，电池性能直接决定了飞行器的商业化进程。
02 续航瓶颈与能量密度，低空飞行器的阿克琉斯之踵
当峰飞航空的盛世龙eVTOL创下250.3公里航程纪录时，行业为之振奋。但鲜为人知的是，这一成绩已接近当前电池技术能量密度天花板下的极限表现。
传统锂电池的能量密度徘徊在250-320Wh/kg区间，这直接导致续航能力不足成为制约无人机发展的首要瓶颈。中国航空运输协会发布的报告明确指出这一困境。
低空飞行器的续航焦虑比想象中更为严峻：
能量密度悬殊：航空煤油能量密度达12000Wh/kg，而目前最好的航空锂电池也不到其1/25
耗电量惊人：eVTOL百公里耗电65度，是普通汽车（12-18度）的3-5倍，相同电池包下航程仅为汽车的四分之一
重量制约：为增加续航而加大电池容量时，电池自重呈几何级数增长，形成恶性循环
“400Wh/kg是个分水岭”，航材院石墨烯新能源材料中心主任燕绍九指出，“大概相当于常规新能源汽车电池的2倍动力，能支持小型通用飞机的飞行”。这一数值恰与政策目标相呼应——工信部等四部门要求2024-2030年间推动400Wh/kg级产品量产，实现500Wh/kg级产品应用验证。
03 固态电池突破，从实验室到商业首飞的跨越
2024年11月，合肥低空经济电池能源研究院见证了一场革命性飞行。亿航智能的EH216-S搭载新型固态电池持续飞行48分10秒，续航时间较传统电池提升60%-90%。
这次全球首个无人驾驶载人eVTOL固态电池飞行测试创造了历史。
该电池采用金属锂负极和氧化物陶瓷电解质，能量密度达到480Wh/kg，已接近政策目标的500Wh/kg门槛。经过严格的高温、针刺等极端条件测试，在各种场景下均保持安全稳定。
固态电池的核心优势不言而喻：
安全性能跃升：固态电解质不易燃，彻底解决热失控风险
能量密度突破：480Wh/kg比主流锂电池提升50%以上
温度适应性增强：工作温度范围大幅扩展，维护成本降低
亿航智能与欣界能源的战略合作展示了清晰的技术路线图：计划2025年底前实现固态电池在EH216-S的认证和装机量产，届时续航时间有望再提升25%至60分钟。这一突破为城市空中交通、低空物流运输、高层消防应急等场景打开了应用空间。
04 石墨烯与半固态方案，多元化技术路线竞逐
当固态电池吸引业界目光时，石墨烯技术正在北京航空材料研究院的生产线上悄然推进。2025年2月8日，航材院石墨烯航空电池中试生产线在春节气氛中开工。
“应用石墨烯等新型材料制造的航空电池相比传统电池，能量密度能提升50%以上”，燕绍九介绍。该院开发的超薄锂镁合金负极材料，结合石墨烯三维集流体技术，已实现400Wh/kg的能量密度。
石墨烯电池的独特优势解决了两大航空痛点：
30C超高倍率放电：最快2分钟完成放电，满足紧急任务需求
零下40℃正常工作：突破高海拔低温环境限制
半固态电池作为过渡方案也在加速产业化。欣旺达推出“航空电池-Gen1”（320Wh/kg）和“Gen2”（380Wh/kg）产品线，适配城市出行、农林植保等多场景。中创新航的4695大圆柱半固态电池迭代至350Wh/kg，可为8吨级eVTOL提供动力。
孚能科技近日宣布，其eVTOL半固态电池已进入产业化阶段，正积极对接小鹏、亿航等企业需求。
05 产业链竞合加速，商业化应用场景全面开启
随着技术路线逐渐清晰，产业布局呈现加速态势。在电动汽车领域积累的动力电池产业链正快速向低空经济延伸，形成协同效应。
头部企业已展开战略卡位：
宁德时代：发布凝聚态电池，与峰飞航空签署战略投资与合作协议
亿航智能：投资欣界能源并合作研发固态电池，建立合肥低空经济电池研究院
航材院：建成万平方米研发基地，拥有400余台生产检测设备，推动石墨烯电池工程化
政策支持进一步催化产业融合。广东省方案明确提出开展高能量密度航空动力电池技术攻关；北京市行动方案支持固态锂电池、石墨烯电池等航空动力产品研制；安徽省则聚焦500Wh/kg以上动力电池技术研发。
当续航提升60%-90% 成为现实，应用场景发生质变。峰飞航空的凯瑞鸥eVTOL在阿联酋完成123公里飞行后，剩余电量仍达44%，这种电力储备对应急响应至关重要。
城市空中交通（UAM）将最先受益。据测算，60分钟续航可覆盖大多数城市群通勤需求，这正是亿航智能2025年的目标。高层消防、紧急医疗配送等特种场景，对30C超高倍率放电的石墨烯电池需求迫切。
06 挑战犹存，通往千亿市场的必经之路
尽管前景光明，低空飞行器电池仍面临产业化挑战。欣旺达动力中央研究院院长徐中领坦言：“全固态电池目前成本较高，即使采用低成本聚合物复合固态技术路线，成本也比目前液态电池高出数倍”。
技术瓶颈同样不容忽视：
功率密度难题：固态电池功率密度相对液态电池更低
循环寿命不足：在eVTOL高频次运营场景下表现不稳定
快充技术滞后：“即充即飞”所需的超快充技术尚未成熟
万联证券分析师蔡梓林指出：“根据‘液态—半固态—准固态—全固态电池’的发展路径，半固态电池是关键的过渡产品，短期内具有更大市场优势”。
基础设施缺口同样制约发展。低空经济需要匹配的充电网络、换电站及电池回收体系尚未完善。随着首批飞行器电池寿命到期，回收利用技术将成为新的竞争焦点。
面对挑战，多技术路线并进成为务实选择。《通用航空装备创新应用实施方案》明确“以电动化为主攻方向，兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料动力等技术路线”。这种开放态度为产业创新预留了空间。
合肥低空经济电池能源研究院内，技术人员记录下EH216-S的最后一项飞行参数：搭载480Wh/kg固态电池，在零下10摄氏度环境中稳定运行48分钟。隔壁车间，航材院的石墨烯电池生产线正满负荷运转，为即将交付的混合动力无人机准备400Wh/kg的低温电池。
电池技术路线图上，孚能科技半固态电池已进入产业化阶段，欣旺达第二代半固态电池达380Wh/kg，而政策指引中的500Wh/kg目标近在咫尺。
上海峰飞航空的eVTOL在去年一次充电飞行250.3公里后，技术人员检查电池余量时发现，若采用新一代固态电池同样负重下航程可达400公里以上——这恰好是上海到合肥的空中距离。
当飞行器跨越城市群无需充电，低空经济的万亿蓝图才真正展开。亿航智能首席运营官王钊道出核心：“续航提升将极大丰富未来的运营场景”。
电池能量密度提升1倍，低空经济规模扩大10倍。
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