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

  • 习近平同法国总统马克龙举行会谈

  • 2025企业家博鳌论坛举行

独家策划

推荐阅读
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
加载更多