2025年交通运输行业eVTOL电池篇：固态电池曙光在即，eVTOL有望迎来全新升级

一、eVTOL对于能源系统提出全新要求

eVTOL中能源系统的重要性

能源系统作为eVTOL的能量储存和释放来源，决定着航行过程中的续航里程和起降能力，是eVTOL中的核心系统之一，主要由动力电 池组（Pack）、电源管理系统（BMS）、高压配电单元、热管理系统、快充接口与线束等关键部件构成。通常，整个能源系统在 eVTOL中的重量占比在30%左右，根据构型、设计航程和有效载荷会有所差异。

成本方面，能源系统通常在整体BOM中占比10%-20%左右，取决于具体构型和产品设计。根据Lilium数据，其eVTOL的能源系统成 本占比约10% ，推进系统占比约40%，结构和内饰占比约25%，航电和飞控占比约20%，装配件占比约5%。一方面，受益于新能源 车产业的蓬勃发展，锂电池产业链的成本得到整体压降；另一方面，在分布式电推进技术下，eVTOL需要多个高功率电机和电控 系统，使得动力系统的成本占比达40%以上，占到大头；另外，为满足轻量化需求，大量的碳纤维复合材料也占据大量成本，因 此能源系统在eVTOL整机成本中的相对占比不高。

然而，eVTOL能源系统的价值量却并不低，由于“开发周期长、材料成本高、产品要求严、测试环节多”等因素，航空级电池 Pack的成本在2元/Wh左右，是车规动力电池的3-5倍，若按照200kWh设计能量推算，成本可以达到40万元，已经超过大部分新能 源车整车价格；若考虑后续电池需要更换、拆解，则实际成本更高。

eVTOL对电池提出更高要求

eVTOL在初步设计阶段需重点考虑对于能源系统的需求， 设计步骤如下： Step 1：根据市场调研明确eVTOL的应用场景和相对应的 功能需求（如载货vs载人、长途vs短途、城市vs城际等）， 决定合适的构型并提出最大起飞重量、有效载荷、续航里 程等性能要求； Step 2：根据上述性能要求开展产品设计，包括浆盘载荷、 功率载荷、悬停效率、升阻比等； Step 3：测算eVTOL在飞行的5个阶段（初始悬停、起飞爬 升/上升过渡、巡航飞行、下降过渡、着陆悬停）中所需 的任务功率，结合每个阶段的任务时间，计算出eVTOL在 飞行过程中所需总共的电池能量； Step 4：根据电池能量的总需求，通过电池包的比能量倒 算出电池包重量； Step 5：进行重量汇总并不断调整重量设计，在机身结构、 动力系统、有效载荷等进行重新重量分配，并反复重算、 试验以达到重量分配的最优解。

二、固态电池：eVTOL电池的理想解决方案

传统液态锂电池装配eVTOL存在的问题

目前传统的液态锂电池使用在eVTOL中存在以下问题：

一、能量密度低

液态锂电池的能量密度上限为300Wh/kg（三元锂），现使用的大规模量产电池通 常在160-250Wh/kg，难以满足eVTOL 400Wh/kg的要求，使得续航里程大幅受限， 主要由于： 隔膜和电解液等非活性组件占用了电池重量和空间； 电压窗口受限，正负电压差超过4.5V易分解； 难以使用能量密度更高的锂金属负极，易形成锂枝晶。

二、安全性差

低空中工作环境更为复杂，且空中灾害造成的危害性更高，液态锂电池主要存在 以下安全问题： （1）热失控：电池负极容易析出树枝状的锂枝晶，可能刺穿仅有12-25微米厚的 隔膜，造成漏液导致内部短路，瞬间释放大量热量，最终发生热失控。 （2）有毒物质释放：电解液通常为易燃有机溶剂，高温下分解产生可燃气体和氧 气，形成燃烧条件，且可能释放氟化氢等有毒物质。

三、循环寿命有限

液态锂电池循环寿命较为有限，容量衰减较快（尤其在快充条件下），主要由于： 锂枝晶的形成不仅消耗活性锂，还会增加电池内阻，加速容量衰减；液态电解液干涸、挥发会导致容量衰减；液态电解液与电极材料之间的持续副反应使得容量衰减。

固态电池更加适配eVTOL电池需求

固态电池作为一种采用固态电解质替代传统液态电解液的新型 电池技术，它通过固态材料实现锂离子的传导，从根本上解决 了液态锂电池的安全隐患和能量密度瓶颈。相比传统的液态锂 电池，固态电池凭借（1）更高的能量密度，（2）更好的安全 性能和（3）更长的循环寿命；因此能够更好适配eVTOL。

根据电解质中的液体含量，主要分为液态、半固态和固态电池：液态电池（含量>10%）：以有机溶剂作为电解液并配合使用20微米左右的薄膜， Li⁺在“液态电解液+隔膜”中来回穿梭，技术成熟，已经大规模量产装配于新 能源车。 半固态电池（含量5%-10%）：作为液态电池向全固态电池演进的“过渡方案”， 在电池结构中部分使用固态电解质材料，同时保留5%-10%的液态电解质，通过 固液混合设计，既保留了传统产线 70% 以上的工艺兼容性，又在能量密度、 安全性和低温性能上“半步跨越”，实现了性能、成本和量产可行性的平衡， 被视为2025–2027 年最先可规模化上车的技术路线。 全固态电池（含量 0%）：完全固态形式的电解质，没有电解液和隔膜，安全 性、能量密度达到最理想水平，有望在2027年小规模装车，2030年实现商业化。

固态电池主要技术路线对比

根据电解质的不同，固态电池主要分为硫化物、氧化物和聚合物三大技术路线：硫化物路线以高离子电导率（10⁻³-10⁻² S/cm） 和良好的界面兼容性见长，但化学稳定性差且成本高昂；氧化物路线具有优异的热稳定性和成本优势，但室温电导率偏低（10-6- 10⁻³ S/cm）且界面接触困难；聚合物路线加工性能好且与现有产线兼容，但室温电导率低（10-7-10-6 S/cm）且需要加热工作。

固态电池在理想状态下，需同时具备高离子电导率、锂枝晶产生抑制能力、良好的化学稳定性、较低的制造成本和原材料成本等 特点，但目前三个技术路线各有优缺点，难以同时满足以上要求。硫化物路线凭借高电导率、机械性能好等优势，在单一电解质 中最具潜力，逐渐成为整车企业和动力电池企业的主流选择；氧化物路线则通常在过渡阶段的半固态电池生产制造中受到青睐； 聚合物由于离子电导率上限较低，且需要升温工作，较少应用在新能源交通工具的场景下。

三、曙光在即，固态电池面临的挑战与机遇

固态电池迎来技术突破与产业进展

固态电池正面临产业化的重要节点，一是支持政策持续加码，二是技术突破和创新方案不断涌现，三是产业端从电 池厂商到车企纷纷加快、加大投入。2025年，固态电池技术路线收敛，以硫化物电解质主攻全固态、氧化物过渡半 固态的趋势逐渐清晰；工信部年底“固态电池专项中期审查”为行业后续发展带来期待。2026-2027年将有望看到 全固态（或准固态）电池小规模产线建成，产能突破2GWh，并尝试小批量生产装车，能量密度突破400Wh/kg；半固 态电池持续扩产，产能到2030年前突破100GWh，开启大规模装车测试。除新能源车以外，eVTOL也是固态电池非常 重要的下游应用场景，有望为固态电池产业带来新增需求市场。

技术突破和创新方案频出，近期硕果累累

近期，学术界对于固态电池提出多项技术突破和创新方案，主要围绕固-固接触难题，开发新型固态电解质和工艺与创新方向，若多项科 研成果在实际生产制造中应用顺利，将有望解决固态电池核心问题，加速固态电池大规模商业化应用。

产业端动作频频

一、工信部审查开启

2025年9月工信部启动固态电池专项中期审查，对2024年立项的60亿元重大研发项目进行“期中考核”，以决定后续拨款节奏和产业化提速与否，审查重 点集中在电芯核心性能、工艺与量产能力、安全合规性等关键维度，或于12 月公布审查结果。头部厂商预计顺利通过审查，若审查结果超出预期则有望 加大补贴力度、加速项目进度，加快推动产业发展。

二、技术路线收敛

2025年成为技术收敛的关节年份。尽管大部分电池厂商会选择两个或以上的技术路线以避免单独押注带来的风险，然而硫化物已基本成为全球头部电池厂 商必不可少的布局路线，包括宁德时代、比亚迪、国轩高科等国内头部企业以及丰田、三星SDI、LG新能源等国际巨头，都将硫化物路线作为全固态电池 的核心攻关方向。氧化物则通常作为半固态电池的过渡阶段的技术路线。技术路线收敛使得行业技术攻关、资源投入都能够更加集中，促进产业发展。

三、招标计划提前，产业推进按下加速键

原本普遍预期头部电池厂商的固态新产线招标会在工信部固态电池专项中期审查结束后才启动，但 2025年11月已有头部企业率先开启GWh级别产线招标， 为产业化进程加速。目前，国内多家企业已建成百MWh的固态电池中试生产线，已经有半固态产品完成装车，预计2026 年将实现GWh级产线投产，2027将 成为小批量投产的关键节点。另外，部分头部厂商已经和eVTOL企业达成合作，将在其eVTOL主力机型供货半固态/固态电池。

四、车企布局，形成产业上下游协同

国内首条大容量全固态电池产线建成：广汽集团董事长冯兴亚正式官宣，集团在广州番禺建设的全固态电池中试产线已顺利建成并投产，该产线成功打 通全固态电池制造全流程，率先具备60Ah以上车规级全固态电池规模量产条件，标志着我国全固态电池技术从实验室研发向工程化落地实现关键跨越， 有望彻底解决新能源汽车在续航与安全方面的核心痛点。其他主流车企也纷纷作出规划，计划在2026-2027年实现装车，打通固态电池下游应用场景。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）