点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:石墨烯航空电池助力低空经济“高飞”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

石墨烯航空电池助力低空经济“高飞”

来源:科技日报2025-02-10 10:13

  2月8日,春节喜庆气氛尚未散去,中国航空发动机集团北京航空材料研究院(以下简称“航材院”)石墨烯航空电池研制中试生产线已正式开工。现场机器轰鸣,技术人员神情专注地调试着设备参数。这里制造的石墨烯航空电池将应用于混合动力无人机上。

  石墨烯被誉为“新材料之王”,拥有电热转换效率高、升温速度快等优异性能。航材院石墨烯新能源材料中心主任燕绍九告诉科技日报记者:“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,能量密度能提升50%以上。”

  作为新质生产力的代表,低空经济已经成为培育发展新动能的重要方向。2024年,多地推出低空经济具体支持政策和行动方案,其中不少方案都提到了研发应用高性能动力电池。

  同新能源汽车一样,未来低空经济主力场景——电动垂直起降航空器(eVTOL)与无人机等的规模化推广应用,离不开高性能动力电池。动力电池的成本约占新能源车总成本30%—40%,据此测算,我国航空动力电池市场前景广阔。当前,宁德时代、亿纬锂能等具备技术优势的动力电池企业已纷纷入局打造低空经济“动力源”。

  相较于新能源汽车动力电池,航空动力电池对安全性、能量密度、功率密度、快充性能、循环寿命要求更高。其中,能量密度是衡量电池性能的一个关键指标,直接影响电池续航能力和使用效率。

  能量密度是指电池平均单位体积或质量释放出的电能,以瓦时/千克(Wh/kg)表示。燕绍九介绍:“传统电池的能量密度约为250Wh/kg,不到航空煤油的1/40。”据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》,电池续航是当前制约无人机发展的瓶颈之一。

  引入新材料是改进电池性能的思路之一。石墨烯由于其导电导热性能好、比表面积大,加入锂电池能极大提高电池能量密度。“比如研发能量密度有望超过600Wh/kg的锂硫电池,就需要使用石墨烯的高导电和大比表面积特性。”燕绍九说。

  值得注意的是,目前市场上航空电池的能量密度距400—500Wh/kg的门槛还有一定差距。“400Wh/kg是个分水岭,大概相当于常规新能源汽车电池的2倍动力,能支持小型通用飞机的飞行。”燕绍九介绍。

  2008年,国内科研机构陆续开始布局石墨烯材料的制备及应用研究。2016年,中国航空发动机集团组建成立后,将石墨烯锂电池技术列为重点发展方向予以大力支持。航材院成立石墨烯新能源材料研究中心,引进国内外优秀科技人才,并以多种基金项目方式支持相关研究。

  近年来,航材院突破多项关键技术,开发了具有自主知识产权的石墨烯批量制备成套装备。“团队研发了石墨烯高功率锂电池技术、石墨烯超低温锂电池技术等。”燕绍九介绍,高功率锂电池技术可实现用电设备大功率放电,保证高安全性的同时,实现30C超高倍率放电(最快2分钟即可完成放电);超低温锂电池技术则可保障用电设备在零下40摄氏度环境下正常工作,能满足低空飞行器高海拔起飞。

  航材院还研制了超薄锂镁合金负极材料等代表性成果,取得相关授权专利37项。“超薄锂镁合金负极材料将石墨烯作为三维集流体,并应用了石墨烯表面改性技术,该材料制造的锂电池能量密度能达到400Wh/kg。”燕绍九介绍。

  目前,航材院部分相关技术成果已从实验室走向应用市场,助力低空经济“展翅高飞”。航材院与客户开展石墨烯超低温电池技术攻关合作,首次实现了石墨烯超低温锂电池技术在低空电动装备上的应用。经过多轮试验与优化,石墨烯超低温方壳电池实现零下40摄氏度3C放电,并成功应用于多种型号低空电动装备中。

  据悉,航材院石墨烯新能源材料研究中心目前拥有电池关键材料实验室、锂离子电池研发线和中试生产线各1条,生产及检测设备400余台,实验室和厂房面积共1万平方米,装备有大电流充放电测试设备。燕绍九表示,下一步,研究中心将持续推动石墨烯锂电池材料的开发和工程化应用,为低空经济蓬勃发展贡献力量。(记者 孙 瑜)

[ 责编:张佳兴 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访牛河梁国家考古遗址公园

  • 山东青岛:加紧生产欧洲空调订单

独家策划

推荐阅读
最初,动画和实拍泾渭分明,然而随着手工转描、仿真合成、运动捕捉这类手段的引入,动画和实拍开始相互渗透。AI对动画与实拍的缝合,会将影像艺术彻底引向“泛动画”的时代。
2026-08-05 09:33
衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多,商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来,这些生产生活中的变化,折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。
2026-08-05 09:26
在这样的微观世界里,科学家操控原子和分子,设计制造具有特殊性能的新材料、新器件,这就是纳米制造。目前,纳米制造已经实现在原子分子量级设计新材料,按需定制材料的储能、催化、防腐、导电等特性,突破传统制造的性能天花板。
2026-08-05 09:26
近日,中国农业科学院都市农业研究所联合国内外科研单位,发现了改良生菜体内的营养和风味物质的基因密码。生菜在被人类驯化与改良的漫长过程中,口感和营养发生显著变化,这背后离不开关键基因的“调控”。
2026-08-05 09:24
当地时间3日,在意大利佛罗伦萨举办的第46届国际空间研究委员会(COSPAR)科学大会上,中国气象局王劲松研究员荣获威廉·诺德伯格奖章。王劲松是首位获此殊荣的中国科学家,并同步获得一颗小行星命名。此次获奖表明,我国空间科学与应用领域研究成果获得国际学术界高度认可。
2026-08-05 07:40
石墨烯,单层碳原子排成的蜂窝薄膜,薄到极致。但把它一层层摞起来时,层与层之间如何错位——用专业术语叫作堆垛方式——会彻底改写材料的“脾气”。
2026-08-04 03:05
中国石化重庆川维化工公司5万吨/年特种聚乙烯醇(PVA)树脂装置日前顺利一次开车成功并产出合格产品,首批货品已发往欧洲。至此,川维化工PVA总产能达21万吨/年,跃居全球单一工厂中最大的高端PVA生产基地。
2026-08-04 03:05
菱方堆垛的石墨烯有一个天然“超能力”:电子彼此间的相互作用强,集体表现出超导、磁性等奇特行为。这在物理学上叫“强电子关联”——电子不再是各自乱跑的粒子,而是有着充分沟通的步调一致的集体,像一支训练有素的“乐队”。
2026-08-04 03:05
今年上半年,人工智能领域一系列标志性成果密集落地。在技术、应用、生态、治理的协力牵引下,人工智能产业迸发出前所未有的发展活力,赋能实体经济的成效持续凸显。
2026-08-04 09:31
近日,由人力资源社会保障部、安徽省人民政府共同主办的“创赢未来”创业大赛(以下简称“大赛”)全国赛在安徽合肥圆满收官。在大赛同步举办的创业安徽成果展区,一瓶瓶单原子农药整齐陈列,它们同样是“人工智能+创业”的杰作。
2026-08-04 09:31
日前,华中科技大学同济医学院基础医学院郭峥教授团队首次证明:干细胞能够通过表观遗传机制“记忆”自身的分裂次数,像精密仪器般严格遵循着“8+1”的分裂计数规律。
2026-08-03 03:15
伴随着一阵嗡鸣声,国姓岙码头,满载饵料的农业无人机腾空而起,飞向远处的大黄鱼养殖基地。“引入农业无人机后,作业效率提升3倍以上,每年每个网箱预计可节约管理成本约5000元。
2026-08-03 09:16
中国气象局总工程师潘进军表示,中国气象智能预警方案“妈祖”,正发展为面向发展中国家的共享型、可定制、可持续的国际公共产品。
2026-08-03 09:15
碳计量是实现“双碳”目标的基础性工作,是科学核算碳储量、规范碳汇交易、推动生态产品价值实现的关键支撑。
2026-08-03 09:15
提高科技创新投入效能的关键,在于改革科研经费管理和评价机制。科技创新投入效能的提高,是关乎国家创新体系整体效能的系统工程。
2026-08-03 09:14
量子科技是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。近年来,一批量子科技成果走向实践,展现出巨大的应用潜力。
2026-08-03 09:12
7月30日,国家能源局发展规划司副司长邢翼腾在新闻发布会上表示,上半年,国内油气供应总体平稳有序,电力供应保障基础进一步夯实,全国发电装机容量突破40亿千瓦,规模远超世界其他主要经济体。
2026-07-31 03:20
夏日贵阳,清风送爽,“中国数谷”又要迎来一场数字经济领域的年度盛会。8月28日至30日,2026中国国际大数据产业博览会将在此举办,目前各项筹备工作已进入全面冲刺阶段。
2026-07-31 03:40
“十五五”规划纲要围绕“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”作出专篇部署,明确提出“推动科技创新和产业创新深度融合”。
2026-07-31 03:40
“十五五”开局,第一个经济半年报发布,以高端制造、数智经济、现代服务为代表的新动能对经济增长的贡献超过40%。其中释放出鲜明信号,科技创新正加速赋能经济高质量发展。
2026-07-31 03:40
加载更多