航空动力电池“上车”容易“上机”难:适航才是真门槛
1、航空动力电池行业概述
(1)航空动力电池的权威定义可追溯至欧洲航空安全局在SC E-19专用条件中的表述,并经BSI Flex 1903标准化为“为电动/混合动力推进系统的电动机提供电力的电池或电池组”,同时允许其为推进系统子系统或飞机其他系统供电。这一定义的关键在于,它没有把航空电池限定为“单一动力源”,而是承认其在混合动力架构中可以承担辅助或补充角色,为技术路线留出了弹性空间。
(2)与车用动力电池相比,定义的差异不在“电池”二字,而在约束条件的量级。车用电池的重量增加主要影响能耗经济性,航空电池的每一公斤重量都直接折算为载荷损失或航程缩减。车用电池的热失控尚有“靠边停车”的处置窗口,航空场景没有这个选项。因此,航空动力电池的指标体系围绕高安全、高能量密度、高功率密度和快充展开,安全阈值向ppb级靠拢,能量密度基准线在300Wh/kg以上。
(3)从产业实践看,航空动力电池的边界正在从“电芯产品”向“系统能力”扩展。适航审查的对象不是一颗电芯,而是包含模组、电池管理系统、热管理和结构防护在内的完整电池系统。这意味着行业定义的实质是:以适航可接受的方式,为飞行器提供可交付、可追溯、可维持的推进电能。理解这一点,才能理解为什么行业里“样品参数”和“装机表现”之间经常存在显著落差。
2、发展历程
(1)车规技术迁移阶段(2022—2024年)
1)这一阶段的起点是新能源汽车动力电池在能量密度和制造一致性上达到的新水平,为航空场景提供了可迁移的技术底座。孚能科技自2012年起布局eVTOL动力电池研发,2020年完成样品供应,2022年实现第一代产品量产装机与第二代产品体系验证,是这一迁移路径的早期样本。迁移的实质不是“发明新电池”,而是把已经过车规规模验证的材料体系和制造工艺,按照航空的可靠性标准重新筛选和强化。
2)迁移阶段的核心成果,是把航空电池的能量密度从200Wh/kg级抬升到300Wh/kg级,同时建立了“车规产线可复用、工艺参数需调整”的基本认知。但这一阶段也暴露出一个深层问题:车规体系对“缺陷率”的容忍度和航空适航对“失效后果”的审查尺度不在同一量级。车规迁移解决了“能不能做出来”的问题,没有解决“能不能过适航”的问题。这一认知的转变,为下一阶段的分化埋下了伏笔。
(2)适航验证与交付分化阶段(2025年至今)
1)2025年以来,行业的分水岭从“技术指标”转向“适航交付”。正力新能配套RX1E取得适航证并实现批量供货,其航空产线采用微米级涂布工艺和多项关键工艺控制点,是国内少数同时持有AS9100D航空航天质量体系认证并具备载人电动飞机适航量产资质的企业。宁德时代为载人eVTOL研发的电池系统通过了相邻两颗电芯同时热失控不扩散的验证,这在民航电池审定中被视为最难跨越的门槛之一。
2)分化的实质是:一部分企业已经进入“取证—交付—迭代”的正循环,另一部分企业仍然停留在样品发布和产线建设阶段。欣旺达Gen1(320Wh/kg)和Gen2(380Wh/kg)两代半固态电池已实现规模化生产,产线满产,并与峰飞航空、小鹏汇天、亿航智能等整机厂形成合作。中创新航为汇天“陆地航母”量产的专用电池能量密度达360Wh/kg。这些进展共同指向一个判断:航空电池的竞争,已经从“谁先发布”转入“谁先稳定交付”。交付记录本身,正在成为比产品参数更有说服力的行业通行证。
3、航空动力电池行业产业链总结及影响
上游为锂、镍、钴等矿产资源及正极、负极、电解液、隔膜、铜箔等材料环节;中游为电芯制造、模组与PACK集成、电池管理系统和热管理;下游为eVTOL整机厂、电动固定翼飞机厂商、无人机厂商及运营服务商。这一结构与车用动力电池产业链在表面上高度相似,但每个环节的“航空级”门槛重新定义了供给的有效性。换句话说,产业链的形态没有变,但每个环节的合格供给被大幅收窄了。
航空动力电池行业产业链
资料来源:普华有策
4、航空动力电池行业发展的核心驱动因素
(1)政策驱动从“给方向”进入“给标准”
2026年9月工信部等七部门印发的《新型电池产业发展“十五五”规划》是一个标志性转折。规划明确要求提升低空装备电池供给水平,发展航空级安全、兼顾高能量和功率密度、高持续放电能力、轻量化低空装备电池,并提出到2030年全固态电池初步实现规模化应用,头部企业产品缺陷率达到PPB级。这意味着政策的作用从确认低空经济的战略地位,转向为航空电池设定可审查的供给标准。对真正投入适航能力建设的企业而言,这是制度背书;对低质量供给而言,这是生存空间的压缩。政策工具从“鼓励”转向“筛选”,是行业走向成熟的前兆。
(2)技术驱动从“车规迁移”转向“航空原生定义”
前一阶段的核心逻辑是把车规电池做得更安全、更轻,这一逻辑仍然有效,但边际收益在递减。下一阶段的驱动力来自航空场景的原生要求:不是“在车规基础上改”,而是“为适航重新设计”。半固态电解质的引入、系统级热蔓延阻隔设计、与整机结构一体化的PACK方案,都是这一转向的具体表现。驱动力的来源也从电池企业单方面推动,变为整机厂在取证压力下反向定义电池规格。整机厂从“选电池”变为“定义电池”,这一角色转变正在重塑电池企业的产品开发流程。
(3)需求驱动从“订单预期”变成“飞行数据”
eVTOL订单总额的增长固然重要,但更有信息量的是实际飞行小时和运营场景的落地。低空文旅、无人机物流、载人试飞产生的电池运行数据,是电池企业迭代产品和整机厂评估供应商的真实依据。需求的质量比订单的数量更能驱动行业进步。当整机厂开始用实际循环数据而非样品参数来筛选电池供应商时,行业的竞争焦点才会真正从“发布会”转向“交付记录”。飞行数据的积累速度,决定了行业从示范运营走向规模商用的时间表。
(4)新质生产力定位提供跨周期的资源吸引力
低空经济被纳入新兴支柱产业和未来产业布局,航空动力电池作为其核心载体,获得了超出一般制造业的政策关注度和资本配置优先级。这种定位的实际效果不在于短期的补贴额度,而在于让电池企业能够在车规业务的规模效应之外,为航空业务争取更长的技术投入回报周期。新型电池产业定位已从“零部件”升级为多领域电动化和新型能源体系的底层基础,这一表述的含金量在于它把电池从配套角色提升到了基础设施角色。角色定位的变化,直接影响资本市场的估值逻辑和企业的战略耐心。
(5)AI与新旧产业融合改变的是“方法”而非“方向”
AI在材料筛选、BMS策略优化和适航测试数据分析中的应用,可以缩短部分研发和验证环节的周期。航空电池与车规电池的双向技术迁移也在加速:航空适航验证的高安全技术向车规电芯平移,部分企业衍生车规产品已完成整车送测验证。但融合不会改变航空电池对安全性和适航验证的根本要求。它改变的是达到这些要求的速度和成本,而不是要求本身。理解这一点,对于避免高估AI在短期内对行业格局的冲击至关重要。AI是效率变量,不是方向变量。
5、航空动力电池行业发展趋势
(1)半固态是“现在进行时”,全固态是“中期进行时”
未来两到三年,半固态电池仍将是航空动力电池出货的主力形态,能量密度向400Wh/kg以上爬坡,快充能力和循环寿命的优化将与适航验证同步推进。全固态电池的产业化节奏更可能呈现“小批量验证先行、规模化应用后至”的形态。工信部路线图将2027年量产航空电芯能量密度目标锚定在特定区间,同时七部门规划将全固态的规模化应用节点放在2030年,两者共同指向一个判断:技术演进的节奏是阶梯式的,而非跳跃式的。任何将全固态商业化时间表大幅前移的判断,都需要用工程验证数据而非战略愿景来支撑。
(2)放量顺序是“无人机→货运eVTOL→载人eVTOL→支线与通航”
无人机电池对适航的要求相对较低、对成本更敏感,已经形成规模化采购;货运eVTOL的适航路径比载人eVTOL更短,会在中期率先起量;载人eVTOL的商业化节奏取决于取证进度和公众接受度,是2027年之后的核心增量;支线电动飞机和通航电动化则是更远期的市场。电池企业的产品定义和产能规划需要与这一节奏对齐,而不是按“低空经济总规模”做线性外推。放量顺序判断错误,是航空电池产能规划中最常见的失误来源。
(3)新场景的价值在于“阶梯性”而非“数量”
低空文旅、应急救援、医疗转运、城市物流等场景对电池的要求各有侧重,但共同点是它们的适航门槛和运营约束都低于载人城市空中交通。这些场景为半固态电池提供了真实的循环数据和失效案例,使企业能够在推进更高能量密度产品之前,先积累系统可靠性的工程经验。场景的“阶梯性”比场景的“数量”更重要:一个能够稳定运行的低空物流航线,对电池迭代的贡献大于十个尚未落地的意向场景。场景的价值不在于签了多少协议,而在于产生了多少可用的运行数据。
(4)航空技术向车规溢出正在成为可观测的产业趋势
新版国标《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB38031-2025)于2026年7月1日实施,新增底部撞击、强化热扩散管控等多项严苛安全测试。正力新能、中创新航、宁德时代、欣旺达等企业将经过航空适航验证的高安全技术平移至车规电芯,部分衍生车规产品已完成整车送测验证。这一融合路径的意义在于,航空电池业务的投入可以在车规市场中产生衍生回报,从而改善航空业务在初期的经济性。它不会改变航空业务的战略优先级,但会改变企业承受长验证周期的财务能力。技术溢出的方向正在从“车规向航空”单向迁移,变为双向互动。
(5)AI的作用集中在“缩短验证周期”和“提升制造一致性”
适航验证周期长、成本高,AI在测试数据分析、失效模式识别和工艺参数优化上的应用,有可能压缩部分验证环节的迭代次数。制造一致性向PPB级迈进的目标,也需要AI驱动的过程控制来支撑。但电池材料体系的核心突破仍然依赖电化学层面的实验和工程积累。AI是加速器,不是替代者。对这一点的清醒判断,有助于避免将行业进步简单归因于单一技术变量。航空电池的进步,归根结底要靠电化学工程和适航体系的共同演进,而非某一项工具的单独突破。
北京普华有策信息咨询有限公司《2027-2033年航空动力电池行业深度调研与前景趋势预判专项报告》