面向eVTOL的固态电池技术路径与管理系统

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2025.12.002

Abstract

Abstract:

With the rapid development of the low-altitude economy， electric vertical take-off and landing （eVTOL） aircraft have placed higher performance demand on batteries. Solid-state batteries， due to their higher energy density and improved safety compared to liquid electrolyte lithium-ion batteries， have become a key technology for addressing the challenges of eVTOL. In this paper， the characteristics of different flight stages of eVTOL and the requirements for batteries are analyzed， with the technological advancements of three types of solid-state electrolytes of polymer， oxide， and sulfide summarized. Considering the practical application of eVTOL， the optimization paths for solid-state battery management systems are explored from the perspectives of electrical， thermal， and pressure aspects. This paper aims to provide a theoretical basis and technical references for the development of high-performance solid-state batteries and management systems that meet the extreme operating requirements of eVTOL aircraft.

Key words: eVTOL, solid-state battery, battery management system, pressure management

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需求指标	固态电池单体	固态电池系统	不足与改进方向
能量密度	≥400 W·h·kg^-1	≥300 W·h·kg^-1	多为小型模具电池，须发展安时级以上大容量电池单体
充放电倍率	≥4C~5C	≥4C~5C	缺少全生命周期功率评估，须开发实时功率输出边界评估方法
循环寿命	≥20 000次循环	≥20 000次起降	高倍率下寿命衰减快，须优化固态电池界面稳定性与材料结构
温度管理	热失控温度≥300 ℃	运行温度60~80 ℃	不仅需要高温冷却以防止热失控，还须对特定体系电芯保温
压力管理	聚合物/氧化物≤10 MPa 硫化物≤100 MPa	动态压力调控能力	夹具笨重，须开发轻量化、集成化的主动压力管理系统

Solid-State Battery Technology Roadmap and Management Systems for eVTOL

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