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摘要：锂电池虽然在航空器电动化方面有诸多优势，但是也面临不少障碍，比如能量密度、电性能、安全性以及成本，这些都需要全行业一起不断优化和改进。 汽车电动化之后，航空电动化又将给锂电行业带来新的发展机遇。 近日，天津力神对外透露，公司已经形成面向电动航空领域的动力电池系统解决方案，并积极寻求与相关电动航空公司合作将项目落地。 航空电动化来袭 2016年国际民用航空组织就减少国际航班温室气体排放达成协议，提出2050年的温室气体排放减至2005年一半的目标。 随着经济水平的提高，越来越多的中短途旅客选择飞机出行。中国民航总局的数据，2005年飞机出行的旅客达到近1.35亿人次；2020年60%中短途旅客将选择飞机出行，中国居民年均乘机次数或将增长到0.5次。要想达成目标，只能寄希望于新的技术，而电动化是最好的解决方案。 2017年6月，国家科技部和交通运输部联合发布的《“十三五”交通领域科技创新专项规划》中提出，要重点研究新能源电动飞机电推进系统技术，推动新能源飞机发展。 颠覆了汽车、启动火星移民计划的特斯拉CEO马斯克在接受采访时也表示，要让今后人类的所有交通工具包括飞机、轮船都从旧能源转向全电动化。他很早就想成立一家电动飞机公司，认为乘坐一架电动超音速直升飞机是一件炫酷无比的事情。 马斯克目前只停留在想的阶段，但是奥迪、吉利、优步、劳斯莱斯已经开始行动了。 当地时间11月27日，奥迪、空客（Airbus）公司和意大利设计公司Italdesign首次联合展出了兼具飞行、自动驾驶电动车与载客功能的创新交通解决方案：概念飞行出租车Pop.Up Next。 11月13日，浙江吉利控股集团有限公司与美国太力公司达成最终协议，收购太力公司的全部业务和资产。美国太力是全球首家、美国最大的飞行汽车公司，由麻省理工几个学霸创立，拥有多项世界科研成果，并拿到了美国唯一一张飞行汽车上路许可证。 11月9日，优步已与美国宇航局签署协议，将在2020年前研发出一款飞行出租车。 外媒9月曾报道，研制电动“飞行出租车”的德国初创公司Lillium表示已完成新一轮9000万美元的融资，牵头公司是腾讯。 7月，生产高级汽车的英国企业阿斯顿·马丁和劳斯莱斯公司各自发布了小型垂直升降电动飞机的构想，其中电动化是其最大的亮点。 日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)7月9日也宣布设立“飞机电动化联盟”，16家相关企业及机构加入其中，聚力研发更为环保的电动飞机。初步考虑从小型电动飞机研发入手，在2040年间制造出可搭载100至150名乘客的电动客机。 日本有一个叫“CARTIVATOR”的团体，由年轻的技术人员组成，他们的第一目标就是：在2020年东京奥运会上用“飞行汽车”点燃圣火。2018年8月30日，这个团体成立一家名叫“株式会社SkyDrive”的公司，并得到了丰田汽车、丰田合成、日野汽车、大发汽车等日本大型企业的支持。2018年它们已经完成了“无人”飞行器，预计2019年将完成载人飞行汽车相关实验，2023年实现日本销售，2027年在发达国家开展业务，2030年在新兴国家实现量产。目前，松下已经明确表示将提供最先进的电池技术和自动驾驶方面的经验。 电动航空器动力电池的新要求 目前，电动航空器的动力源主要包括锂离子电池、太阳能电池、氢燃料电池以及超级电容器等几个大类，锂离子电池具有能量密度高、安全性高、循环寿命长、充放电倍率高、工作温度范围宽、环境污染小等诸多有点，较其他电池更有优势，有望在电动航空领域得到广泛应用。 但是，电动航天器对电池的技术要求非常高。比如，电池要满足电动航天器在各种工况条件下安全飞行，包括高温、高湿、高海拔等特殊应用场景；电池应达到轻量化的要求；电池能实现快速充电、换电。 此外，随着多元复合材料的不断涌现，系统的集成度、一体化程度也将不断提升，必将带动整个系统结构设计不断升级。提升空间利用率前提下兼顾系统重量与体积比能量密度的集成设计是最终的要求。 电动航空器实际开发需要验证的内容： 天津力神电池系统解决方案，采用铝型材框架结构，在保证产品结构强度的同时，降低电池模块重量，提升系统比能量；激光焊接工艺，减少紧固件数量，提升连接可靠性；电池模块单元间引入散热、隔热设计，有效提升系统热管理及热安全性能；柔性集成化采样电路设计，减少元器件数量，提升信号采样的可靠性；电池管理控制系统（BMS）按照ISO26262功能安全标准设计，保证系统在各种应用工况下的安全性。 天津力神动力电池系统工程技术研究院院长罗志民介绍，力神的能量型锂电池能量密度可达280Wh/kg，功率型锂离子电池能量密度可达 225Wh/Kg；采用高镍正极材料、硅碳复合负极材料，产品具备良好的循环性能、高温性能和充放电性能；同时，采用多尺度热阻绝技术，有效防止热失控，提高了各种工况下的安全性；高导电聚并苯包裹技术，提升了产品的倍率性能。 锂电池虽然在航空器电动化方面有诸多优势，但是也面临不少障碍，比如能量密度、电性能、安全性以及成本，这些都需要全行业一起不断优化和改进。
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