“在應(yīng)對溫室氣體減排的戰(zhàn)斗中，幾乎所有運輸模式都在探索和部署化石燃料交通工具的替代品。電池電源在其中發(fā)揮著重要作用，特別是在道路應(yīng)用中。到目前為止，航空業(yè)一直相對抵制這種變化。然而，航空業(yè)的排放量約占交通運輸相關(guān)排放量的12%。疫情之后，社會對航空運輸?shù)男枨螅ò瓦\和貨運）再次猛增。若不采取緩解措施，這一排放水平將可能繼續(xù)增長。因此，可以認為，在利用替代能源降低環(huán)境影響方面，航空業(yè)面臨的壓力越來越大。”

01 全面的重新設(shè)計

       截止目前，航空行業(yè)更傾向于探索氫動力和可持續(xù)航空燃料等方案。在某種程度上，這反映了現(xiàn)有市場的惰性；航空業(yè)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟；原始設(shè)備制造商生產(chǎn)與傳統(tǒng)航空燃料和航空發(fā)動機兼容的機身，而航空發(fā)動機制造商生產(chǎn)與現(xiàn)代機身兼容的動力裝置。如果改用電力設(shè)備需要對商用飛機的機身進行全面的重新設(shè)計，既費錢又費時。

       另一個原因是，有些人認為電池的能量密度不足以消除其重量帶來的影響。這方面十分具有挑戰(zhàn)性，因為與航空燃料不同，電池的重量不會隨著電力的使用而降低。然而，應(yīng)注意，這在某種程度上是一種誤導(dǎo)；電力和電池的使用可以顯著減輕航空器多個其他方面的重量。

02 概念證明

       那么，電池電源在航空中有應(yīng)用嗎？顯然，答案是：有應(yīng)用。事實上，在輕型飛機領(lǐng)域，電力驅(qū)動已經(jīng)成為現(xiàn)實；Pipistrel Velis Electro——單引擎雙座輕型飛機，自2020年起在歐洲獲得運營認證。其中兩個高性能電池使其能夠飛行長達50分鐘（在發(fā)生故障時可以使用另一個電池），這與傳統(tǒng)輕型飛機幾乎沒有區(qū)別。盡管第一架全電飛機的認證不足以改變游戲規(guī)則，但它代表了一個重要的概念證明。電動飛機方案確實可行，這無可爭辯。該飛機促進了新的發(fā)展。

       下一步是增加電池的能量密度；增加能量密度有利于進一步提高續(xù)航里程和性能。鎳在這方面發(fā)揮的作用越來越大。目前，鎳在傳統(tǒng)飛機中有許多應(yīng)用，特別是噴氣渦輪機，鎳基超合金可提供卓越的高溫強度、耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性。在未來航空中，鎳提高電池能量密度的能力將成為其主導(dǎo)作用。

03 關(guān)鍵推動力

       電動飛機上部署的所有已投入使用和正在開發(fā)的電池，均利用高鎳化學(xué)物質(zhì)來實現(xiàn)高比能。在高比能電池中，鎳通常與鈷和錳（NCM）/鋁（NCA）結(jié)合使用。當(dāng)這些材料分布于正極的過渡金屬層時，它們會共同作用，提高性能。制造商已經(jīng)意識到，增加鎳的含量可以提高電池的存儲容量，且不會顯著增加重量，從而提高整體能量密度?，F(xiàn)在，飛機用電池電源已經(jīng)被證明可行，這一發(fā)展將進一步帶來重大推動力。

       航空電池的安全性是根本問題。傳統(tǒng)動力飛機需要經(jīng)常用到電池，在其早期階段，由于機載電源使用的鋰電池存在熱失控問題，曾導(dǎo)致飛機起火。這在地面上是個嚴(yán)重問題，在空中則是更嚴(yán)重的問題。該行業(yè)已經(jīng)認識到這些問題，經(jīng)認證飛機使用的電池必須具備耐熱失控能力。即使真的發(fā)生火災(zāi)，火勢也能得以控制，不會蔓延到其他電池組甚至飛機上。此外，電池的潛在風(fēng)險還需要與攜帶大量高度易燃航空燃料所構(gòu)成的風(fēng)險進行對比權(quán)衡。

04 更輕、更靜、更可靠

       就飛機電池和鎳應(yīng)用的市場潛力而言，不應(yīng)單從現(xiàn)有民航客機的角度來看待機會。傳統(tǒng)民航客機（通常）依賴于兩個體積和噪音越來越大、質(zhì)量也越來越重的動力裝置，因此在設(shè)計方面受到了巨大限制，這也決定了其機身部署方式，并需要機場的重要基礎(chǔ)設(shè)施。在可預(yù)見的未來，它們不可能被淘汰；電池還不能作為替代品。

       然而，在其他情況下卻可以。電動引擎更輕、更靜、更可靠，移動部件更少，無論大小，均能提供相對恒定的功率與重量比。因此，更大的發(fā)動機并非必然選項，因為電動引擎在機身上的位置限制要少的多。這意味著電動垂直起降（eVTOL）飛機正在成為現(xiàn)實。其發(fā)動機在運行時接近靜音，開辟了一系列潛在應(yīng)用，包括空中出租車、快遞服務(wù)和緊急服務(wù)。

       除了空客和波音等現(xiàn)有參與者外，許多初創(chuàng)制造商也正尋求進入這個市場。其中包括Maeve（44–50座）、Eviation（9座），這兩家公司正在尋求生產(chǎn)航程為250–330海里的支線飛機。在整個使用壽命期間，它們將分別使用約30噸和9噸鎳。此外，美國公司Joby Aviation和Archer Aviation以及德國制造商Lilium都在開發(fā)空中出租車，制造商Pipistrel的Velis也是其中之一。

       對電池市場潛力的估計取決于諸多變量，最重要的是飛機和電池的數(shù)量。然而，隨著減排目標(biāo)的壓力越來越大，以及對空中運輸?shù)男枨蟛粩嘣黾?，鎳的機會很大。

       歐盟航空安全局表示：Pipistrel Velis Electro是全球首款全電飛機認證型號，也是尋求可持續(xù)航空的重要里程碑。