人形机器人正在成为锂电池的最新市场。据相关机构预测,随着人形机器人在养老陪护、医疗辅助、公共安全等领域的应用,预计到2030年,全球人形机器人出货量将达到500万台,市场规模有望突破7500亿元。按照每台机器人最少配备2.5kWh锂电池计算,就是12.5GWh的锂电池需求,相当于全球手机电池市场规模的十分之一。
然而,由于目前锂电池性能的“卡脖子”,人形机器人正在面临“续航”瓶颈。人形机器人的续航能力普遍只有2至6小时,不仅难以实现24小时待命,而且还存在巨大的安全隐患。
和机器人智能三大悖论一样,机器人续航也存在着三大难题,以及来自于电池安全的“灵魂”拷问。

01
人形机器人续航有多长?
目前,由于锂电池高能量密度、价格相对适中,因此和电动汽车一样,人形机器人的能源供应首选依然是锂电池。
尽管各个厂家一再宣传,自己的人形机器人如何先进,如何智能,不仅会跳舞、丢手绢,还会炒菜、做饭、照顾小孩;但是依然无法逃脱“帅不过2小时”续航瓶颈。
而且也许只是第一代人形机器人的缘故,目前各大厂家的电池似乎给得都不太足。
例如,特斯拉的Optimus人形机器人只给了2.3kWh圆柱电芯,但预计在2至4小时之间。
Figure AI的Figure 02人形机器人的电池容量大约是2.25kWh。
而春晚爆火的宇树科技的Unitree机器人,其H1机型只搭载了0.815kWh的锂电池,续航不足1小时。其G1机型的续航时间也就大约2小时。
这么多的机器人厂家,都把电池续航设定在了2个小时,算上待机时间也就4个多小时。这当然不是为了节约成本,而实在是技术所限。
就像十年前的电动汽车,受困于电池技术,普遍续航只有100公里、150公里一样。如今,这个问题又重新困扰着人形机器人的发展。

02
人形机器人续航的三大难题
和机器人智能三大悖论一样,机器人续航也存在着三大难题。
第一个是“体积难题”。人形机器人不像电动汽车那样拥有相对较大的空间,也不像工业机器人可以随意设计外形来容纳更多的电池。人形机器人怎么设计也得符合人类的身材尺寸,和重心分布,不可能像汽车一样在底盘、后备厢到处都塞满电池。
按照Deepseek的回答,体重为80千克的成年人体积大约是80升。而目前磷酸铁锂(LFP)电池的体积能量密度大约为150-200 Wh/L。高镍三元电池的体积能量密度,大约在250-300 Wh/L。
就是说把整个人形机器人都变成锂电池,一共才能装16-24kWh的电量。除去四肢、头部,以及大量的机器运动零件、电子设备、线路和结构支撑,能留给安装锂电池的空间确实已经不多。这使得设计人员不得不在“螺蛳壳”里做道场,没有太多的空间放置更多的电池。
第二个“重量难题”。目前的人形机器人已经够重了。特斯拉Optimus Gen2的优化后的重量约为63千克。宇树科技Unitree G1重量约为35千克,H1/H1-2的重量约为70千克。Apptronik Apollo的重量为72.5千克。我国首台超轻量级人形机器人“贡嘎一号”的重量也有25千克。
说实话,重量已经超过了许多人的负重能力。也就是说,一旦机器人出现故障或者跌倒,一个成年人基本搬不动。甚至有可能出现砸伤小朋友的可能。而且对于机器人来讲,越重也意味着运动能耗越高,如果为了增加续航无限制地增加电池,将导致人形机器人过于笨重。
第三个就是“智能—能耗”难题。目前人形机器人普遍都标榜自己是人工智能科技,是高智能产品。但是殊不知在目前芯片和计算机的功耗水平下,高智能往往就对应着高能耗。现在的人形机器人无论工作待机还是运动其实都是“电老虎”(除非是没有被唤醒的深度休眠状态)。目前,电池能量密度的增加,远远跟不上人形机器人功能的增多和功耗的增长。

03
安全的灵魂拷问,人与技术的双向奔赴
最后,阻碍人形机器人走向应用的还有电池的安全问题。目前,为了追求长续航和轻量化,大多数人形机器人都使用的是三元锂电池。只有一些工业机器人、物流机器人出于成本和安全的考虑使用磷酸铁锂电池。
那么,现在就又出现了一个问题,随着人形机器人功率的续航的增加,以及应用市场的快速扩张,到底让不让人形机器人进入楼道和封闭空间?又如何执行安全标准?要知道,现在的一台人形机器人的锂电池已经和一辆电动自行车的电量相当,而且还是三元锂电池。
在目前部分地区,依然要求电动自行车的锂电池不许入户并要求在室外充电的情况下,是否允许人形机器人进入居民楼,进入人员更加密集的场所,甚至与人们朝夕相伴?
人形机器人的广泛应用,将是对锂电池安全的又一次“灵魂”考验——究竟是三元锂电池“自燃自爆”,还是使用不当、违规改装造成的“自燃自爆”。
很难想象,一个从事养老陪护、医疗辅助、公共安全等领域的人形机器人,自身就是个安全“炸弹”,这将是怎样的场景。
因此,下一步人形机器人的发展,将是一场人与技术的“双向奔赴”的结果。一方面是智能的快速迭代、机器人感知和机电系统的完善;另一方面则是锂电池能量密度和安全保障的不断提升。
对此,有人将这个任务“推给”了固态电池。有人认为,随着更高容量的正极材料、固态电解质的完善,固态电池的大规模应用将解决人形机器人的续航和安全问题。
但是,这也许过于乐观。固态电池其实也只是初步解决了问题。即使按照目前计划量产的固态电池计算,其能量密度最高也只是现有电池的1.5到2倍。人形机器人的续航也只能提升到4-10个小时(使用状态不同,对续航时间影响较大),依然无法实现24小时待命。
此外,对于安全和质量的保障,除了技术的依托外,最终则必须还是要落实在人心之上。从厂家源头到整个产业链,不断提高锂电池质量、提升安全保障、建立严格的检查、监管机制,才能让人形机器人安心地进入千家万户。