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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    潛艇用鋰離子電池,其實沒有那么神

    2021-06-10 ryder

    據日本媒體報道,當地時間10月4日,日本蒼龍級常規潛艇11號艇“凰龍”號下水,該艇首次全面使用鋰離子電池,被媒體稱為是潛艇用電池的“革命性沖破”。


    眾所周知,電池是常規潛艇的主要電源,也是核潛艇的備用電源和應急電源,所以電池性能的優劣筆直決定潛艇性能和作戰能力。如果電池性能不佳,提供電力不足,潛艇就跑不遠跑不快,機動能力大大受限,浮出水面充電時間更長,被暴露的風險也大大增加。正因如此,潛艇用電池的研制與使用一直受到世界潛艇制造國的高度重視。


    那么,潛艇用電池的基本性能要求是什么?目前潛艇用哪種電池?


    總體看,對潛艇用電池最主要的性能要求是成本低、容量大、壽命長、充電時間短和安全性好。鉛酸電池是少有的幾種接近主要性能要求的電池,因此自第一次世界大戰以來,潛艇用電池大都是鉛酸電池。


    鉛酸電池技術成熟,可靠性高、安全性好、使用壽命長、易于維護,不過它的缺點在于能量密度小容量低,因此常常需要將數百個單體電池串聯使用,造成電池體積大、重量重、占用空間大等問題,且非得配置龐大的輔助系統才能保證工作。對于鉛酸電池的這些問題,在技術上改進和提高的空間已經不多。


    與鉛酸蓄電池相比,鋰離子電池的出現,從理論上將大大提高潛艇性能。


    一是鋰離子電池的體積與重量更小,同體積萌生的電能至少是鉛酸電池的3倍,有助于減輕潛艇重量,節省空間,提升潛艇的續航能力和機動性。


    二是鋰離子電池的充電速度快、效率高,能大大減少潛艇上浮充電時間,從而加強潛艇的隱蔽性與生存能力。


    三是鋰離子電池沒有記憶效應,不需要為延長壽命遵循過多嚴格的電池充放電要求,潛艇可依據任務需要和戰場環境隨時充放電,有效提高了潛艇的作戰靈活性。


    不過,受限于目前的技術和工藝水平,鋰離子電池仍存在諸多難以克服的問題,因此,其使用前景受到質疑。


    首先是安全性。鋰離子電池在使用或充放電時散發出較多熱量,而潛艇內部是一個完全關閉的空間,如果處理不好散熱問題,就會增加潛艇的紅外輻射量,進而增大潛艇的可檢測性風險,并影響潛艇的工作可靠性和穩定性,甚至引發火災等安全事故。


    其次是成本高昂。一般情況下,鋰離子電池成本比傳統鉛酸蓄電池高幾倍,而一艘潛艇上需要的鋰離子電池數量很多,再加上配備輔助系統,無疑加大了潛艇費用。


    鑒于這些問題,鋰離子電池在潛艇上的使用目前仍處于初級階段,且并非最理想的潛艇用電池。將來,一方面非得進一步改進鋰離子電池的制作工藝、降低成本、提高可靠性,逐步加大它在潛艇上的推廣或普及程度;另一方面仍需持續開發其它潛艇用電池,例如燃料電池等。

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