中国粉体网讯 2月8日，中国航空发动机集团北京航空材料研究院（航材院）内一片忙碌景象。当日，石墨烯航空电池研制中试生产线正式开工。这里生产的石墨烯航空电池，将率先应用于混合动力无人机领域，迈出其助力低空经济发展的第一步。
石墨烯——航空电池的“神奇魔法石”
石墨烯，素有“新材料之王”的美誉。它拥有众多令人瞩目的优异性能，如电热转换效率高、升温速度快、比表面积大等。
航材院石墨烯新能源材料中心主任燕绍九表示，应用石墨烯等新型材料技术制造的航空电池，相比传统电池有着显著优势，能量密度能提升50%以上。这意味着，在相同的体积或质量下，石墨烯航空电池能够存储和释放更多的电能，为飞行器提供更强劲、持久的动力支持。
低空经济与高性能动力电池的紧密纽带
低空经济作为新质生产力的代表，已成为培育发展新动能的重要方向。2024年，各地纷纷出台具体支持政策和行动方案，其中高性能动力电池的研发应用被多次提及。
就如同新能源汽车的发展离不开高性能电池一样，未来低空经济的主力场景，如电动垂直起降航空器（eVTOL）与无人机等的规模化推广应用，高性能动力电池是关键因素。据了解，动力电池成本约占新能源车总成本的30%-40%，由此不难看出，我国航空动力电池市场前景十分广阔。正因如此，宁德时代、亿纬锂能、中创新航等具备技术优势的动力电池企业，都敏锐地捕捉到了这一商机，纷纷投身其中，致力于打造低空经济的“动力源”。
航空动力电池的严苛标准
相较于新能源汽车动力电池，航空动力电池面临着更为严苛的要求。安全性、能量密度、功率密度、快充性能、循环寿命等方面都需要达到更高的水平。
其中，能量密度是衡量电池性能的核心指标，它直接决定了电池的续航能力和使用效率。能量密度的定义是电池平均单位体积或质量释放出的电能，单位为瓦时/千克（Wh/kg）。传统电池的能量密度约为250Wh/kg，与航空煤油相比，不到其1/40。中国航空运输协会发布的《2023—2024中国民用无人驾驶航空发展报告》指出，电池续航问题是当前制约无人机发展的一大瓶颈。
石墨烯在提升电池能量密度中的关键作用
为了突破电池性能的瓶颈，引入新材料成为了重要思路之一，而石墨烯凭借其独特的性能脱颖而出。它导电导热性能良好，比表面积大，加入锂电池后能够极大地提高电池能量密度。例如，在研发能量密度有望超过600Wh/kg的锂硫电池时，就需要借助石墨烯的高导电和大比表面积特性。
然而，目前市场上航空电池的能量密度距离400-500Wh/kg的门槛仍有一定差距。航材院专家介绍，400Wh/kg是一个重要的分水岭，达到这一数值，大概相当于常规新能源汽车电池的2倍动力，足以支持小型通用飞机的飞行。
飞行汽车赛道迎来"续航革命"
2024年11月12日，小鹏汇天分体式飞行汽车“陆地航母”在第十五届中国国际航空航天博览会上完成全球首次公开飞行。这款计划于2025年底开启交付的"陆空两栖"装备，得益于石墨烯进一步应用于航空电池，其电池能量密度达到300Wh/kg，相比于前代小鹏X2飞行汽车的190Wh/kg能量密度大幅提升。目前已实现垂直起降与短途飞行，可满足6C快充场景，在保证高功率、高快充能力的同时实现轻量化和安全性能的跨越式提升。
石墨烯航空电池虽已迈出发展步伐，但要实现更大的突破和广泛应用，仍面临诸多挑战。科研人员正在不断探索和创新，努力提升电池性能，突破能量密度的限制。相信在不久的将来，随着技术的不断进步，石墨烯航空电池将为低空经济带来更加广阔的发展空间，让我们的低空领域充满更多的创新活力与无限可能。
参考来源：
科技日报：石墨烯航空电池助力低空经济“高飞”
中国航空发动机集团北京航空材料研究院
小鹏汇天官网、常州日报
谭婧：石墨烯纳米复合材料制备及其在锂离子电池中的应用进展
（中国粉体网编辑整理/留白）
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