太空，正成為大國(guó)競(jìng)逐與商業(yè)擴(kuò)張的新戰(zhàn)場(chǎng)。

隨著中國(guó)一次性申報(bào)20.3萬(wàn)顆衛(wèi)星、馬斯克的星鏈衛(wèi)星已經(jīng)近萬(wàn)顆規(guī)模，這場(chǎng)圍繞軌道與頻段的“太空圈地運(yùn)動(dòng)”正在快速升級(jí)。

全球衛(wèi)星發(fā)射浪潮，正在催生太空宇航電源行業(yè)。電源系統(tǒng)，被譽(yù)為“衛(wèi)星的心臟”，沒(méi)有穩(wěn)定、高效、持久的能源供給，再先進(jìn)的衛(wèi)星也僅是漂浮于虛空中的沉默載體。

光伏+儲(chǔ)能電池，是太空能源獲取和存儲(chǔ)的關(guān)鍵，也是太空電源系統(tǒng)的核心組成部分。

目前，部分光伏企業(yè)已獲得太空光伏訂單，電池企業(yè)的太空業(yè)務(wù)進(jìn)展如何?

1月30日，宇航電源核心供應(yīng)商電科藍(lán)天將IPO申購(gòu)，擬登陸科創(chuàng)板。資本與技術(shù)的雙輪驅(qū)動(dòng)下，太空電源賽道是否將迎來(lái)變革?

01

萬(wàn)億宇航賽道的電源需求

這場(chǎng)“太空圈地運(yùn)動(dòng)”白熱化的一個(gè)重要原因在于，衛(wèi)星軌道和頻段是不可再生的重要戰(zhàn)略資源，這就相當(dāng)于全球又進(jìn)入了“地理大發(fā)現(xiàn)”時(shí)期。

根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的規(guī)則，軌道和頻段資源獲取遵循“先到先得”原則，這直接推動(dòng)了全球范圍內(nèi)的太空資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)。

尤其是低軌衛(wèi)星，憑借高帶寬、高性能、低時(shí)延、便攜、低成本等優(yōu)勢(shì)，成為目前各國(guó)爭(zhēng)相布局的領(lǐng)域。

憑借一箭多星、火箭可回收復(fù)用技術(shù)，馬斯克的SpaceX將火箭發(fā)射成本大幅降低50-70%。海外機(jī)構(gòu)報(bào)告顯示，美國(guó)火箭發(fā)射數(shù)量從2021年的51次躍升至2024年的158次。

與此同時(shí)，中國(guó)相繼啟動(dòng)國(guó)網(wǎng)星座、千帆星座等衛(wèi)星星座計(jì)劃，商業(yè)航天力量加速崛起。2025年12月，中國(guó)向ITU提交了共計(jì)20.3萬(wàn)顆衛(wèi)星的頻率與軌道資源申請(qǐng)，旨在搶占寶貴的軌道資源。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2025年底，全球在軌衛(wèi)星總數(shù)約1.5-1.6萬(wàn)顆。接下來(lái)，全球衛(wèi)星發(fā)射將進(jìn)入大爆發(fā)的階段，高盛等機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年全球?qū)l(fā)射超過(guò)‌7萬(wàn)顆‌低軌衛(wèi)星。

衛(wèi)星發(fā)射井噴式增長(zhǎng)，正在將宇航電源系統(tǒng)推至產(chǎn)業(yè)風(fēng)口。

根據(jù)海外機(jī)構(gòu)報(bào)告，2025年，全球太空電池市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到約39.9億美元，并預(yù)計(jì)以年均約7%的速度增長(zhǎng)，2030年將達(dá)到56.1億美元。

這個(gè)市場(chǎng)規(guī)模雖然遠(yuǎn)不及地面儲(chǔ)能市場(chǎng)，但這是典型的“小而美”高端賽道，技術(shù)門(mén)檻極高、利潤(rùn)極高、客戶粘性極強(qiáng)。

02

衛(wèi)星電源系統(tǒng)怎么配?

目前，絕大多數(shù)在軌衛(wèi)星均采用“太陽(yáng)能電池陣列+鋰離子儲(chǔ)能電池”的組合架構(gòu)。

太陽(yáng)能電池陣列負(fù)責(zé)能量生成，是太空能源供給的核心載體，而鋰離子儲(chǔ)能電池負(fù)責(zé)軌道陰影區(qū)的能量供應(yīng)，以及負(fù)載峰值時(shí)段的能量緩沖與功率調(diào)節(jié)，是衛(wèi)星能源穩(wěn)定供應(yīng)的關(guān)鍵保障。

太空環(huán)境具備地面無(wú)可比擬的AM0標(biāo)準(zhǔn)光照條件——無(wú)大氣衰減、無(wú)晝夜交替干擾、無(wú)云層遮蔽，太陽(yáng)輻照強(qiáng)度高，這意味著，同樣面積的電池板，在太空的年發(fā)電量是地面的‌7–10倍‌。

這就使光伏成為大規(guī)模衛(wèi)星星座、空間站乃至未來(lái)太空AI數(shù)據(jù)中心的最佳可持續(xù)能源方案。

而低軌衛(wèi)星基本上每90分鐘左右繞地球一圈，需要經(jīng)歷大約半個(gè)多小時(shí)的無(wú)陽(yáng)光陰影區(qū)。在此期間，衛(wèi)星必須完全依賴(lài)儲(chǔ)能電池維持系統(tǒng)運(yùn)行與載荷工作。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，雖然大多數(shù)低軌衛(wèi)星會(huì)經(jīng)歷陰影區(qū)，未來(lái)AI太空算力衛(wèi)星基本會(huì)部署在永久日照的晨昏軌道，基本無(wú)需儲(chǔ)能電池。

但這一判斷忽略了AI算力負(fù)載的波動(dòng)性，即便部署于晨昏軌道，AI衛(wèi)星在執(zhí)行實(shí)時(shí)高負(fù)載任務(wù)時(shí)，仍需儲(chǔ)能電池提供瞬時(shí)功率支撐。

03

嚴(yán)苛環(huán)境下的電源攻堅(jiān)戰(zhàn)

要知道，太空環(huán)境對(duì)電源系統(tǒng)的要求極為嚴(yán)苛，宇航電源系統(tǒng)需滿足寬溫域、長(zhǎng)壽命、抗輻照、抗沖擊、輕量化等嚴(yán)苛要求，技術(shù)壁壘極高。

太陽(yáng)能電池陣列須在高輻射環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗原子氧侵蝕能力。

當(dāng)前，三結(jié)砷化鎵電池是太空光伏的主流技術(shù)路線，性能拉滿但成本高昂，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，未來(lái)成本較低的HJT、鈣鈦礦電池有望逐步滲透。

憑借體積小、充放電效率高等優(yōu)勢(shì)，目前鋰離子電池占據(jù)了太空儲(chǔ)能電池的主導(dǎo)地位。

2026年1月，中國(guó)空間站開(kāi)展了鋰離子電池在軌實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其在太空極端空間環(huán)境下的性能情況。

目前來(lái)看，太空鋰離子儲(chǔ)能電池產(chǎn)品需突破三大技術(shù)難點(diǎn)：

一是循環(huán)壽命。儲(chǔ)能電池需要每90分鐘完成一次充放電循環(huán)，部分衛(wèi)星在軌正常工作的壽命指標(biāo)達(dá)15年以上，按照這個(gè)數(shù)據(jù)推算，其全生命周期充放電循環(huán)次數(shù)需超過(guò)12萬(wàn)次，目前儲(chǔ)能鋰電池的設(shè)計(jì)壽命在1.5萬(wàn)次，實(shí)際壽命更低。

二是溫度適應(yīng)性。太空環(huán)境溫度可達(dá)+100℃至-200℃，過(guò)高或過(guò)低的空間環(huán)境溫度都會(huì)嚴(yán)重削弱鋰離子電池組的性能。

三是抗輻照能力。太空高能粒子持續(xù)轟擊可能會(huì)引發(fā)電解液分解、SEI膜異常增厚及電極材料晶格損傷，導(dǎo)致內(nèi)阻上升與熱失控風(fēng)險(xiǎn)加劇。

這三大難點(diǎn)也意味著，地面常規(guī)的鋰電無(wú)法直接平移至太空?qǐng)鼍?，需要在電極材料選擇、電解液配方、電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面采用與地面用鋰離子電池不同的方案。

04

誰(shuí)能主導(dǎo)太空電源賽道?

作為中國(guó)電科旗下的宇航電源系統(tǒng)研制單位，2024年，電科藍(lán)天國(guó)內(nèi)宇航電源產(chǎn)品市場(chǎng)覆蓋率達(dá)到50%以上，已批量配套神州系列飛船、天舟貨運(yùn)飛船、嫦娥探月衛(wèi)星、千帆星座、國(guó)網(wǎng)星座等多個(gè)重大航天工程項(xiàng)目。

電科藍(lán)天IPO招股書(shū)顯示，空間鋰離子電池從結(jié)構(gòu)上分類(lèi)主要有圓柱形、方形和橢圓形三種，包括圓柱形、方形和橢圓形。

其中，圓柱形鋰電池外形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電芯采取卷繞成型結(jié)構(gòu)，圓柱面徑向360°受力均勻，電池殼體長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，可應(yīng)用于低、中、高軌道衛(wèi)星。

方形鋰電池相對(duì)于圓柱形電池能量密度大，但電池外形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，適用于高軌道衛(wèi)星、火星探測(cè)器等。

橢圓形鋰電池殼體兼具方形屬性，有利于提升電池的體積利用率，在國(guó)際空間站、探測(cè)器和衛(wèi)星中均有應(yīng)用。

在固態(tài)電池方面，電科藍(lán)天也在積極推進(jìn)研發(fā)，目前研制的固態(tài)電池產(chǎn)品比能量為350Wh/kg。

隨著下一代高性能鋰離子電池正加速向固態(tài)化演進(jìn)，憑借寬溫域、高安全、高比能等優(yōu)勢(shì)，固態(tài)電池被視為太空鋰電池的破局關(guān)鍵。

海外也有許多企業(yè)正在研發(fā)生產(chǎn)用于太空的鋰離子電池，包括EnerSys、EaglePicher Technologies、L3Harris Technologies、Saft Groupe、GS Yuasa等。

據(jù)了解，2024年10月，EnerSys宣布在NASA的Europa Clipper衛(wèi)星上應(yīng)用ABSL™鋰離子太空電池，搭載的正是SpaceX獵鷹重型火箭。

此外，由于未來(lái)星座數(shù)量的陡增，對(duì)電池的模塊化、AI智能管理和預(yù)測(cè)性維護(hù)也正成為新一輪研發(fā)熱點(diǎn)。

需要注意的是，太空電源市場(chǎng)技術(shù)壁壘高、進(jìn)入門(mén)檻極高、認(rèn)證周期長(zhǎng)，存在嚴(yán)格的資質(zhì)測(cè)試和長(zhǎng)期可靠性驗(yàn)證門(mén)檻。

目前來(lái)看，“國(guó)家隊(duì)”是航天賽道的主導(dǎo)力量，但隨著商業(yè)航天加速崛起，民營(yíng)配套企業(yè)也正加速切入宇航電源賽道。

不少地面光伏頭部企業(yè)如天合光能、東方日升、隆基綠能等已將業(yè)務(wù)延伸至太空光伏，在地面鋰電池領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位的寧德時(shí)代、億緯鋰能等龍頭企業(yè)，或許也將成為太空鋰電池市場(chǎng)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。