2月8日，正值春节余韵未尽之际，中国航空发动机集团北京航空材料研究院（简称“航材院”）已悄然启动石墨烯航空电池的中试生产线。现场机械轰鸣，技术人员正专注地调试各项设备参数，这条生产线将专注于为混合动力无人机打造高性能石墨烯航空电池。

石墨烯，被誉为“新材料之王”，以其卓越的电热转换效率和快速的升温速度著称。航材院石墨烯新能源材料中心主任燕绍九向科技日报透露，采用石墨烯等新型材料技术制造的航空电池，其能量密度相较于传统电池能提升50%以上，为航空领域带来了革命性的变化。

低空经济作为新质生产力的代表，正逐渐成为推动经济社会发展的新引擎。2024年，多地政府推出了支持低空经济发展的具体政策和行动方案，其中不少方案明确提出了研发应用高性能动力电池的目标。随着电动垂直起降航空器（eVTOL）与无人机等低空经济主力场景的规模化推广应用，高性能动力电池的需求愈发迫切。

动力电池的成本约占新能源车总成本的30%—40%，由此推算，我国航空动力电池市场拥有巨大的发展潜力。目前，宁德时代、亿纬锂能等动力电池行业的领军企业已积极布局低空经济领域，致力于打造高效的动力源。

相较于新能源汽车动力电池，航空动力电池在安全性、能量密度、功率密度、快充性能和循环寿命等方面要求更为严苛。其中，能量密度是衡量电池性能的关键指标，直接影响电池的续航能力和使用效率。传统电池的能量密度约为250Wh/kg，远低于航空煤油的水平，而电池续航也是当前制约无人机发展的主要瓶颈之一。

为了提升电池性能，引入新材料成为重要途径。石墨烯凭借其优异的导电导热性能和大的比表面积，成为提升电池能量密度的理想选择。燕绍九介绍，研发能量密度有望超过600Wh/kg的锂硫电池，就需要充分利用石墨烯的高导电性和大比表面积特性。

目前，市场上航空电池的能量密度尚未达到400—500Wh/kg的门槛。燕绍九指出，400Wh/kg是一个重要的分水岭，相当于常规新能源汽车电池的两倍动力，足以支持小型通用飞机的飞行。

自2008年起，国内科研机构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成立后，将石墨烯锂电池技术列为重点发展方向，并给予大力支持。航材院成立了石墨烯新能源材料研究中心，引进国内外优秀人才，并通过多种基金项目支持相关研究。

近年来，航材院在石墨烯领域取得了突破性进展，开发了具有自主知识产权的石墨烯批量制备成套装备，并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一系列创新技术。其中，高功率锂电池技术可实现30C超高倍率放电，保证高安全性的同时，最快2分钟即可完成放电；超低温锂电池技术则能在零下40摄氏度环境下正常工作，满足低空飞行器高海拔起飞的需求。

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

目前，航材院的部分相关技术成果已从实验室走向应用市场，助力低空经济蓬勃发展。航材院已与客户开展石墨烯超低温电池技术攻关合作，并成功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已实现零下40摄氏度3C放电，并成功应用于多种型号的低空电动装备中。

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。燕绍九表示，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，为低空经济的蓬勃发展贡献更多力量。

（文章来源：科技日报）