日前,在“電動航空下一代電池技術及先進制造(CIBF2026深圳)交流會”上,廈門高容納米新材料科技有限公司(以下簡稱高容納米)總經理、CTO蔣玉雄博士,以“硅碳新材料在低空飛行器上的應用與研究”為題,發(fā)表了主題演講。

隨著國內低空經濟產業(yè)加速落地,電動航空、eVTOL飛行器等領域迎來高速發(fā)展期,高能量密度、高安全、長循環(huán)、可快充的動力電池,成為產業(yè)迭代的核心剛需。高容納米深耕純硅碳負極材料賽道多年,依托核心技術與產業(yè)化能力,為低空飛行器動力電池痛點提供全新材料解決方案。蔣玉雄認為,硅碳材料將替代傳統(tǒng)石墨負極,成為低空電動飛行器電池升級的核心方向。
當前,國內低空經濟戰(zhàn)略地位持續(xù)升級,2024年被定義為經濟新增長引擎,2025年升級為新興產業(yè),2026年躍升為國民經濟新興支柱產業(yè),應用場景覆蓋農業(yè)植保、載人飛行、物流運輸、特種應用等多元領域。行業(yè)預測,2030年低空經濟市場規(guī)模有望突破2萬億級,產業(yè)爆發(fā)態(tài)勢明確。
蔣玉雄提到,動力電池作為低空飛行器的核心零部件,傳統(tǒng)石墨負極材料已顯現(xiàn)性能瓶頸。傳統(tǒng)石墨負極理論能量密度上限約300Wh/kg,量產應用中僅能維持在250Wh/kg左右,無法滿足低空飛行器長續(xù)航、高功率的核心需求。而低空飛行器作業(yè)工況復雜,存在持續(xù)高倍率放電、高空低溫、頻繁啟停等工況,對電池能量密度、功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性及安全性要求遠高于消費類電池,傳統(tǒng)石墨電池續(xù)航短板、快充劣勢、循環(huán)衰減快等問題被進一步放大。蔣玉雄表示,相較之下,硅碳負極材料可實現(xiàn)能量密度大幅躍升,是適配低空電動場景的更優(yōu)替代方案。同時,隨著硅碳產業(yè)化技術成熟,以單位容量核算成本,當前硅碳材料價格已低于傳統(tǒng)石墨,徹底打破行業(yè)“硅碳材料高成本”的固有認知。
作為一家專業(yè)的硅碳負極材料研發(fā)生產企業(yè),高容納米專注納米硅碳負極材料的研發(fā)、生產、銷售及配套電池應用解決方案,產品容量覆蓋380-3000mAh/g,可適配液態(tài)、固態(tài)鋰離子電池兩大主流技術路線。蔣玉雄介紹道,該公司核心產品包含納米硅碳、氣相硅碳兩類純硅碳產品,已布局千噸級硅碳產線、百噸級氣相硅碳產線,同時可定制全固態(tài)電池專用硅基負極材料,適配固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展趨勢。該企業(yè)研發(fā)與生產基地落地廈門,依托專業(yè)研發(fā)團隊完善技術布局,核心團隊深耕硅碳材料領域近20年,具備全球早期硅碳材料研發(fā)及產業(yè)化經驗,技術積淀深厚。
針對硅碳材料固有膨脹、首效偏低、循環(huán)衰減、倍率性能不足等行業(yè)痛點,高容納米完成多項技術突破。蔣玉雄介紹道,在膨脹控制方面,該企業(yè)通過優(yōu)化硅碳配比、構建碳骨架緩沖結構、表面加固包覆、精準約束硅晶粒層級結構等技術,將極片膨脹率控制在20%左右,電芯層級膨脹僅為個位數(shù),可有效解決電芯掉料、內阻升高、工作溫升過高問題,從而有效保障飛行器電池運行穩(wěn)定性。
在關鍵性能優(yōu)化上,蔣玉雄介紹道,高容納米通過界面調控、優(yōu)化硅沉積形態(tài)、致密化表面包覆,大幅提升電池首次庫倫效率,降低電解液副反應損耗。同時,高容納米創(chuàng)新采用了勻相分布技術、雙相融合包覆技術,可有效解決材料由內而外的結構衰減問題,使得其產品循環(huán)壽命可達1500周以上。通過引入快離子導體多相包覆改性,優(yōu)化碳質導電網(wǎng)絡結構,電池內阻可降低50%,10C以上高倍率充放電性能穩(wěn)定,可完美適配低空飛行器快充快放、高功率輸出的需求。
蔣玉雄認為,目前硅碳負極替代趨勢已落地實證,億航等頭部低空飛行器企業(yè)已應用硅碳負極電池實現(xiàn)續(xù)航升級,主流電芯廠商也紛紛采用“高鎳三元+硅碳負極”的高端電池搭配方案。行業(yè)技術、成本、產業(yè)化條件均已成熟,硅碳材料在低空電動領域正迎來應用拐點。
蔣玉雄堅定表示,未來,高容納米將持續(xù)深耕固態(tài)電池專用硅基材料賽道,通過ALD原子層包覆、碳納米管導電層、功能復合包覆等高端改性技術迭代產品,持續(xù)提升材料容量、循環(huán)穩(wěn)定性與耐壓性能,攜手電芯、飛行器產業(yè)鏈企業(yè),從材料端突破低空動力電池性能壁壘,助力低空經濟產業(yè)高質量發(fā)展。
