固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向，在新能源汽车、低空经济等领域具备广阔的应用前景。全固态电池是指采用固态电解质替代传统液态电解质的电池，无漏液风险，安全性与能量密度显著优于液态锂电池。

针对这一前沿技术，我国科学家近期取得一批新进展，对于低空经济发展具有显著的利好作用。

针对这一前沿技术，我国科学家近期取得一批新进展，对于低空经济发展具有显著的利好作用。

全固态电池研究成果

清华大学团队

清华大学张强教授团队开发了一种内置型氟聚醚基准固态聚合物电解质（FPE-SPE），通过重构溶剂化结构，使阴离子优先参与界面反应，在富锂锰基正极表面形成致密LiF/Mn-F双层保护，将氧活性锁在晶格内，实现能量密度为604Wh/kg、体积能量密度为1027Wh/L的无负极软包电池，循环500次容量保持72.1%，并兼具阻燃、耐刺穿等安全特性，为600Wh/kg级高能量密度、高安全固态电池提供了可扩展的聚合物电解质解决方案。其中无负极设计是指直接以锂金属作为活性负极，省去传统负极集流体与活性材料，进一步提升能量密度。

以市面上主流的在售锂电池为例，比亚迪刀片电池走磷酸铁锂路线，能量密度180Wh/kg，宁德时代神行电池走磷酸铁锂路线，能量密度205Wh/kg，宁德时代麒麟电池走三元锂路线，能量密度255Wh/kg。

中科院金属研究所团队

中科院金属研究所新研发出一种能弯折2万次的柔性电池，还解决了传统固态锂电池的关键难题，让电池性能变得更好。

传统固态锂电池虽安全、储能多，却因“离子传导”（靠电解质）与 “离子储存”（靠电极）功能分离，导致界面阻力大、传输慢，性能受影响。研究团队用共价键，将“快离子传输通道”与“储离子硫链结构”集成到同一种聚合物中，制成分子界面一体化新材料，解决了这一难题。

该材料电子结构可随电位可逆转变，柔性电池弯折2万次性能不变，还能激活传统磷酸铁锂电池的隐藏储能能力，使其能量密度提升86%，也为高性能电池材料研发提供新思路。

中科院物理所团队

中科院物理所黄学杰团队联合多家单位，通过“碘离子阴离子调控”技术（指通过在电解质中引入碘离子，使其在电场作用下向锂金属电极迁移，填补电极表面缝隙并形成稳定保护层，避免传统电池需外部加压才能维持界面接触的问题）让固态电解质与锂金属电极在电场作用下自动形成富碘界面、填隙密贴，无需外部加压即可实现长期稳定接触；原型电池循环数百次性能仍优，为全固态金属锂电池的简工艺、高耐久、规模化应用提供了关键突破口。

更重要的是，基于该技术制备出的原型电池，在标准测试条件下循环充放电数百次后，性能依然稳定优异，远超现有同类电池的水平。

黄学杰表示，这种新设计不仅使全固态锂电池的制造变得更简单、用料更省，还能让电池更耐用。“采用这项技术可以做出能量密度超过500瓦时/千克的电池，电子设备的续航时间有望提升两倍以上，将加速高能量密度全固态金属锂电池的发展，未来有望在人形机器人、电动航空、电动汽车等领域大显身手，带来更安全、更高效的能源解决方案。”

电池关键技术突破在低空经济中的重要作用

固态电池的这一系列相互佐证的技术突破，对于低空经济发展具有显著的利好作用，主要体现在以下几个方面：

提升续航能力

清华大学团队、中科院物理所团队新突破的电池技术，可直接解决低空飞行器“续航短”痛点，新型电池技术能量密度显著提升，相比传统锂电池可延长飞行器续航时间60%-90%，能扩大作业半径以满足长距离物流运输、空中观光等需求。

增强载重能力

高能量密度特性也让飞行器在保持续航的前提下搭载更重设备或货物，提升物流运输、农林植保、应急救援等任务的效率。

提高安全性

固态电池采用固态电解质，不易燃且热稳定性强，可有效降低热失控风险，保障飞行器在复杂环境下的运行安全。清华大学团队电池的阻燃、耐刺穿特性，与中科院金属研究所柔性电池的结构稳定性，共同降低飞行器在复杂环境（如高空气流、碰撞）中的安全风险。

降低运营成本

长循环寿命的电池还能减少更换频率，规模化生产后单位能量成本有望降低，进一步提升整体经济性。

推动产业链升级

电池技术突破带动电池制造、飞行器设计、能源管理系统等上下游协同发展，形成高附加值产业集群，助力低空经济成为新质生产力的重要组成部分。

综上所述，固态电池的新突破不仅解决了关键技术瓶颈，更为低空经济提供了“飞得更远、载得更重、用得更安全”的核心动力支撑，有望加速eVTOL、物流无人机等商业化进程。

电池在eVTOL领域的使用

目前，电动垂直起降飞行器（eVTOL）使用的电池主要有以下几种类型，它们在能量密度、安全性、充放电性能等方面各有特点，以满足eVTOL对高能量密度、高安全性及快速充放电的需求：

锂离子电池

峰飞航空V2000CG凯瑞鸥

特点：能量密度较高（目前商用锂离子电池能量密度约250-300Wh/kg），技术成熟，成本相对较低，是当前eVTOL的主要电池类型。

应用：广泛应用于多旋翼、复合翼等eVTOL机型，如亿航EH216、峰飞航空V2000CG等。

挑战：能量密度需进一步提升以满足长航程需求，且需加强热管理以确保安全性。

半固态电池

孚能科技量产装机的第一代eVTOL半固态电芯，能量密度达285Wh/kg

特点：能量密度300-450Wh/kg，兼顾液态电池的高功率输出和固态电池的部分安全性优势，处于商业化推广阶段。

应用：孚能科技、欣旺达等企业已推出半固态电池方案，应用于eVTOL原型机测试。

优势：在能量密度和安全性之间取得较好平衡，适配eVTOL的高功率需求。

固态电池

特点：能量密度理论可达500Wh/kg以上，安全性高，耐高温、抗冲击，但目前技术尚未完全成熟，成本较高。

应用：宁德时代、卫蓝新能源等企业正在研发固态电池，计划应用于eVTOL领域，预计2027年前后实现量产。

前景：有望成为未来eVTOL的主流电池技术，解决长航程和高安全性需求。

氢燃料电池

特点：能量密度高，理论可达600-1000Wh/kg，低温性能好，可快速加注氢气，但功率密度较低，目前难以满足eVTOL起降阶段的高功率需求。

应用：主要用于中长途eVTOL或混合动力系统，如亿维特ET3氢锂混动eVTOL。

挑战：氢气储存和加注基础设施不完善，技术成熟度有待提高。

当前eVTOL以锂离子电池和半固态电池为主，固态电池和氢燃料电池处于研发或小规模应用阶段。

可以预见的是，随着技术进步，固态电池和氢燃料电池有望成为eVTOL的重要动力来源，推动行业向长航程、高安全性方向发展。

值得关注的是，前不久，中国宣布将对锂电池出口进行管制。不仅管制出口能量密度超过300Wh/kg的锂电池，还管制全产业链的技术出口、关键设备以及原材料等。

未来全固态金属电池将如何发展？电动飞机能否突破“里程焦虑”的困境？全球新能源格局又将呈现何种态势？让我们拭目以待。

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