人形机器人发展面临的关键瓶颈是“充电一小时工作两小时”的续航困境。传统锂电池受限于能量密度安全性,难以满足需求,而固态电池因具备高能量密度、高安全性及长寿命等优势,被视为突破续航难题的终极解决方案。




能量密度、放电性能与智能管理不足


相比传统领域,人形机器人对锂电池的能量密度、高倍率放电性能及电池管理系统(BMS)提出了更严苛要求。现有主流电池如三元锂的能量密度(约240Wh/kg)远低于理想目标(400Wh/kg),导致如Optimus机器人配备的电池(52V, 2.3kWh)仅能支持运行2-4小时,难以满足其高能耗与长时间任务需求。需向固态电池等革新方向突破以解决这一根本问题。




安全与寿命挑战:高倍率放电的矛盾


人形机器人的复杂动作(跳跃、抓取)需要电池瞬时大电流放电(高倍率),但这极易引发严重发热,导致电池循环寿命急剧衰减(远低于四足机器人的约1000次)并增加热失控风险。现有电池材料体系在功率输出与稳定性之间难以平衡。




优化方向:AI赋能的BMS升级


传统BMS难以应对动态工况:无法实时匹配突发动作(如抓重物)的功率需求,导致能量计算误差和浪费;也无法有效回收机器人运动产生的动能(如手臂摆动、下坡)。解决之道在于引入AI(如强化学习),升级BMS实现精准的能耗预测、动态功率分配及能量回收,提升整体能效。




核心发展方向:高镍三元与固态电池


行业聚焦高镍三元电池(提升能量密度以减轻重量体积)和固态电池(卓越安全性)两大方向。豪鹏科技通过方形叠片结构优化空间利用提升密度,并研发富锂锰基正极高电压技术高硅负极(硅含量10-30%)以持续推高能量密度。贝特瑞则提供涵盖半固态(FLEX)和全固态(GUARD)的材料解决方案。
▲ 豪鹏科技机器人专用电池(方形黑色/圆柱蓝色等形态)
▲ 贝特瑞FLEX系列半固态高镍正极
  • 安全:
     豪鹏采用半固态电解质、独特电池包设计和AI BMS降低热失控风险,并通过系统防护实现预警。贝特瑞的FLEX系列通过复合固态电解质和正负极材料优化(高镍正极+低膨胀硅负极)提升稳定性和低温性能(零下10℃内阻降10%);GUARD系列全固态技术则从根本上消除起火爆炸风险。

  • 充放电效率:
     豪鹏产品实现6分钟快充至80%。贝特瑞FLEX通过复合电解质改善界面、降低内阻以优化效率。GUARD系列的特殊负极设计(锂碳复合负极)瞄准超高比能量需求(如航空航天)。




产业链协同推动落地


庞大市场前景(预计2035年全球销量超500万台,市场规模超4000亿元)驱动产业链合作。豪鹏科技已与多家头部机器人厂商建立量产供应和战略合作关系。贝特瑞积极与电池制造商接洽,推进材料解决方案在机器人领域的应用。固态电池的多样化解决方案被视为满足未来新兴领域(如低空飞行器、人形机器人)高性能、高安全电源需求的关键。

来源:证券时报网


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作者 ab, 808