El mercado eVTOL, una nueva frontera para las empresas de baterías
¿Qué es eVTOL?
La relación entre los eVTOL y las baterías
eVTOL utiliza baterías para suministrar energía al sistema eléctrico y a los sistemas de a bordo. Rendimiento de la batería es un factor clave que limita el desarrollo del eVTOL. Sin embargo, la tecnología de baterías existente sigue siendo deficiente, y su densidad y seguridad requieren nuevos avances. De lo contrario, el eVTOL se enfrentará a limitaciones de desarrollo como la escasa carga útil, el corto alcance y el corto tiempo de resistencia.
La tecnología actual de baterías no puede satisfacer plenamente la autonomía, el ciclo de vida, la tecnología de carga rápida y la densidad de energía de los escenarios operativos eVTOL y otros elementos técnicos. Los proveedores de baterías deben buscar un equilibrio entre alta densidad energética, alta densidad de potencia, carga rápida, larga vida útil y alta seguridad.
En la actualidad, la tecnología de las pilas de litio es más madura y estable que la de las pilas de combustible de hidrógeno, y presenta el mayor ratio de densidad energética. La mayoría de los fabricantes utilizan baterías de litio, pero la mejora de la densidad energética de las baterías de litio requiere una investigación técnica continua.
La densidad energética de las pilas de combustible de hidrógeno es superior a la de las pilas de litio, pero su densidad de potencia es inferior y su capacidad de descarga instantánea es escasa. Por tanto, aún debe desarrollarse. Además, debido a las limitaciones de la radiación solar, su viabilidad no es elevada.
Crece la demanda de eVTOL
En cuanto al desarrollo del eVTOL, los análisis señalan que entre los diversos elementos del eVTOL, como las baterías, los motores, la fabricación, las comunicaciones y los sistemas de conducción inteligente, las baterías pueden convertirse en un eslabón débil.
Desde el punto de vista de la demanda, el eVTOL tiene mayores requisitos de rendimiento para las baterías de potencia que los vehículos eléctricos. En términos de rendimiento, como energía específica elevada, alta tasa y alta seguridad, los requisitos de eVTOL para las baterías no son pequeños.
En cuanto a la densidad energética, a juzgar por los productos que las empresas de baterías ponen en aplicaciones eVTOL, la batería eVTOL actual ha alcanzado el nivel de 285Wh/kg, que es 40% mayor que el batería ternaria de litio (200Wh/kg) para turismos. También es el hierro de litio para turismos, que duplica el de la batería (140Wh/kg). Aun así, el índice de rendimiento de 285Wh/kg sigue sin cumplir los requisitos. Para cumplir la duración básica de la batería, el densidad energética de la batería de iones de litio debe seguir aumentando.
En cuanto a la tasa, el escenario especial del despegue y el aterrizaje exige que la tasa de carga y descarga instantánea de las baterías de los eVTOL sea superior a 5C, mientras que la tasa de las baterías de los turismos aún está en la fase de pasar de 1,3-1,7C a 1,7-2,5C.
En términos de seguridad, los cruceros a gran altitud hacen que los requisitos de las baterías de los eVTOL sean más estrictos que nunca. El sistema de baterías debe ser capaz de controlar cualquier fallo y permitir que la aeronave aterrice con seguridad sin dañarla. En el caso de los turismos, los requisitos para el escape térmico de la batería son que los ocupantes del vehículo dispongan de un tiempo de escape suficiente tras entrar en un estado de escape térmico.
En la segunda mitad de 2023, se producirá un aumento significativo de las consultas sobre baterías de potencia eVTOL en el mercado. Aunque el volumen es pequeño en esta fase, para las empresas de baterías, el mercado eVTOL es un "must compete" para la tecnología punta de baterías de litio de potencia, y la investigación técnica al respecto es una palanca para impulsar el mercado de electrificación a través del mar, la tierra y el aire.
Las empresas de baterías se centran en aumentar la inversión en eVTOL
En la actualidad, la tecnologías de baterías representadas por las baterías de estado sólido y las baterías de metal de litio se están nutriendo globalmente a través del mercado eVTOL.
Según noticias recientes, Funeng Technology, que está muy implicada en las baterías de paquete blando, ha llegado a un acuerdo de cooperación con un conocido fabricante de eVTOL y ha empezado a suministrar productos. Según los informes, la batería de potencia utilizada por Funeng Technology en eVTOL puede alcanzar una densidad energética de 285 Wh/kg, una velocidad máxima de 320 km/h y un crucero único máximo de 250 km; en las pruebas de condiciones de trabajo, la célula de la batería puede lograr más de 10.000 ciclos.
En la actualidad, CATL coopera en el desarrollo de proyectos de aeronaves tripuladas eléctricas civiles, aplicando normas y pruebas de grado aeronáutico y cumpliendo requisitos de seguridad y calidad de grado aeronáutico. Al mismo tiempo, la empresa también lanzará una versión de aplicación para automóviles de baterías de materia condensada.
La demanda de potencia del mercado de eVTOL también apunta a la vanguardia de la tecnología actual de las empresas de baterías -. baterías de estado sólido.
Lishen Battery ha lanzado una batería semisólida de alta energía específica. Adopta tecnología de modificación superficial de níquel ultra alto, tecnología homogénea de carbono silicio de baja expansión, etc. La capacidad de la batería alcanza los 90 Ah y la densidad energética llega a los 372 Wh/kg. En pocos meses, Lishen Battery ha lanzado una nueva batería semisólida con una densidad energética de 402 Wh/kg, lo que supone un aumento de la densidad energética de 30 Wh/kg.
Según los informes, las pilas de alta energía específica y alta seguridad adoptan una nueva tecnología de diseño integrado. Controlando el proceso electroquímico para suprimir la disolución de metales de transición y el crecimiento de dislocaciones estructurales, las baterías semisólidas pueden ser ultraligeras y muy seguras.
La densidad energética alcanza los 402 Wh/kg, lo que combina una alta densidad energética y un alto rendimiento de seguridad. Ha alcanzado el nivel de liderazgo tecnológico entre productos similares del sector y se utilizará ampliamente en turismos de autonomía ultralarga, eVTOL y otros campos.
