今年5月,恩力动力实现了100万套的固态电池生产。100万颗电芯意味着:可以为8万架工业无人机。到9月份,恩力动力生产的固态电池即将实现200万套。
5月,美国固态电池技术公司Factorial Inc.也向加拿大无人机系统开发商Avidrone Aerospace交付首批固态锂金属电池,用于远程货运无人机。
当技术积累与行业积累无法与龙头企业相比时,固态电池初创企业在新兴行业赛道打开自己的天空。
中国无人机市场规模正在快速增长。2024年,中国商用无人机市场规模约为1215亿元,其中农林植保、测绘勘察和安防监控的市场规模分别为281亿元、268亿元、157亿元,分别占据整体市场规模的23%、22%和13%。
此外,无人机在物流运输领域的市场规模已达128亿元,年增速为32%,其高增速显示出巨大扩容潜力。
在无人机应用赛道,固态电池初创企业以技术定制化、市场快速响应的能力正快速地打入市场。
无人机固态电池突破300Wh/kg
今年6月,合源锂创正式向客户批量交付了高性能无人机固态电池。
在无人机实际场景的测试中,高倍率放电工况下,合源锂创的高性能无人机固态电池仍保持着整体温升低,极大提升了无人机飞行安全及续航能力。
这些性能的提升直接解决了物流无人机 “单次配送距离短”、农业植保无人机 “作业效率低” 等痛点。
目前,固态电池已经开启在无人机的广泛应用。初创企业以够精、够灵活的特点,精准卡位了新兴赛道的个性化需求。
恩力动力的首个客户是软银集团。2019年,其向恩力动力提出了一项挑战性的电池技术需求——能量密度达到400Wh/kg、400多圈的循环充放电、用于平流层无人机。
这一顶尖的产品需求反而刺激了恩力动力在前沿尖端技术开发的长期主义。自2020年双方正式合作以来,恩力动力在一年内拿出了基本符合需求的电池电芯,并在此后每年迭代,进一步验证了其在技术路线和商业路径的正确性。
恩力动力专注硫化物路线,在半固态、全固态电池的研发顺利,形成三大产品平台。
一是基于硅碳负极的半固态Swift体系,能量密度在300-350Wh/kg,针对低空无人机的应用。
二是基于锂金属负极的能量密度在400Wh/kg以上的Fleet纯固态产品体系,已用于软银的平衡车、无人机上。
三是全固态的Kosmos产品体系。
恩力动力在下游多点开花。公司利用小动力量产优势开发出的车规级电池已获得国际车企及eVTOL客户测试、验证,2024年8月获得美国知名商用车企业的定点,2025年一季度交付C样并将与年底实现量产;2024年6月Softbank发布的搭载恩力动力锂金属固态电池的HAPS试飞成功。
产能、规模扩张
固态电池产能快速扩张。实现规模化的交付是固态电池走向商业化的重要特征。
2023年11月,恩力动力北京大兴GWh示范工厂正式建成投产;2024年5月10GWh先进电池制造项目在安徽滁州正式开工。
从平流层无人机、工业无人机、电动摩托车到机器人,恩力动力避开内卷的红海,快速迭代验证技术,用清洁、安全、高效来加速固态电池的商业化应用。
公司预计今年实现GWh级产能达产,2026年实现10GWh产线量产,2030年前实现100GWh+全球产业基地布局。
2024年实现量产的第一年,恩力动力的销售额达到一亿元,并在今年加速增长,上半年已完成超过1亿元。
“明年2026年争取力争再上一个台阶,能够突破十个亿的销售额。”这是恩力动力基于良率、利用率、成本控制等产业化的模板逐渐成熟高效的预测。
合源锂创位于淮安区的10GWh固态电池智慧工厂在2024年2月启动建设。明年,二基地投产后,其产能扩张1GWh,规模有望挤进固态电池领域前五。到2027年,将进一步提升至5至10GWh。
成本、性能比拼液态电池
半固态/固态电池能够取代三元材料电池,卡位无人机应用,当中关键在于其在能量密度与成本之间表现的更高性价比。
合源锂创采用氧化物路线,基于液态三元产线上增加原位固化工艺装备生产半固态或固态电池,实现技术与效率升级。同时,由于固态电解质材料含锂量更少,合源锂创表示其产量超过5GWh时其成本还有3%的下降空间。
目前在原位固化工艺上,头部电池厂已经能有效地解决固态电池界面阻抗高的难题。国轩高科将界面阻抗降至 10Ω - cm 以下,大大提升了电池的充放电性能和循环寿命。
在初创企业中,卫蓝新能源的固态电池产品——320Wh/kg高能量密度小动力电芯,目前已为多家国内外无人机企业供货。
卫蓝新能源在混合固液和全固态电池提出了原位固态化的解决方案,通过注液保持良好的电解质与电极材料的物理接触,再通过化学或电化学反应将液体电解质部分或全部转换为固体电解质,解决高电压、安全性、锂枝晶、体积膨胀等问题。
赛科动力采用硫化物固态电解质路线,研发出纳米尺度均质原位固化技术。
公司与四川新能源汽车创新中心研究团队紧密合作,硫化物固态电解质产品的基础型离子电导率大于11mS/cm;小粒径型材料D50小于500nm,离子电导率大于4.5mS/cm;分别针对正负极材料进行界面优化,显著提升复合电极循环稳定性。
在产业化方面,赛科动力一期生产基地项目将于10月正式投产。基地主要建设4GWh高安全电池生产线、30MWh全固态电池小试线,首期产能0.5 GWh。
项目将生产具备高比能、高倍率、高电压、高安全、超低温等特点的全固态电池,面向电动航空领域头部企业批量供货。
设备制造商也在积极投入研发,以满足固态电池生产工艺的特殊需求。如先导智能作为全球最大的锂电池智能装备提供商打通了全固态电池量产的全线工艺环节其设备的交付和应用,推动了固态电池生产的自动化、智能化和规模化,提高了生产效率和产品质量。
走向商业化应用拓展
短期内,半固态电池主导无人机的商业化应用,凭借 “高能量密度 + 量产可行性”,将优先应用于物流、农业、军事等领域。
中长期内,随着硫化物/氧化物复合电解质技术成熟,全固态电池能量密度有望突破 500Wh/kg,全固态电池将在eVTOL、长航时侦察无人机等高端场景占据主导地位,并且有望与其他电池形成互补,形成 “双技术路线并行” 。
基于前期市场探索和痛点分析,合源锂创认为在当前燃油驱动向纯电驱动的过度阶段,油电混动飞行器将成为当前能满足长距离飞行需求最具有落地可行性的方案,分别提出面对低空飞行器纯电动和油电混动两种驱动场景时电池产品。
纯电型低空飞行器对电池的需求体现在高能量密度、高安全等,其中能量密度是主要需求,电池能量密度达到350Wh/kg,3C倍率。
混动型低空飞行器对固态电池的需求体现在高倍率、高能量密度,其中倍率是主要需求,其电池放电倍率达到10C,能量密度超过300Wh/kg。
中国科学院大连化学物理研究所研究员陈忠伟团队也自主研发的高比能氢-锂混合动力系统。该系统基于团队的两项核心技术——高比能超低温电池技术与高比能氢-锂混动技术,成功破解了工业无人机“续航短、载重小”的行业难题。
高比能氢-锂混合动力系统通过“氢燃料电池+锂电池”双能源耦合,可实现单次任务连续巡航2小时以上,较传统锂电池方案续航提升超100%。
其能量密度达每千克400瓦时,工作温度区间为零下40摄氏度至50摄氏度。电池在零下40摄氏度的放电容量可保持80%以上,零下20摄氏度仍可充电,功率输出稳定,已服务于极地科考。
通过精准捕捉低空经济爆发期的需求,深度绑定核心客户,一批固态电池的初创企业有望在细分市场建立技术壁垒。
然而,其面临的挑战同样显著:规模化生产能力不足、供应链稳定性弱。对于有技术储备与战略眼光的初创企业而言,无人机赛道将是其从 “实验室突破” 迈向 “商业化落地” 的关键战场。
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