鉅大LARGE | 點擊量：586次 | 2019年04月30日
未來戰(zhàn)場的新型動力源——鋰離子電池
作為新一代可充電電源，鋰離子電池具有能量密度大、工作電壓高、工作溫度范圍寬、循環(huán)壽命長、安全性能高等優(yōu)點，是當(dāng)前充電電池的主流發(fā)展方向。它還具有低維護需求和無記憶效應(yīng)等特點，在特種中可隨時充放電，且?guī)缀醪恍枞魏螒?zhàn)場維護，減少后勤負(fù)擔(dān)，因此受到各國軍隊的重視和發(fā)展。近年來，鋰離子電池被廣泛用于特種特種系統(tǒng)、特種、無人機、空天飛行器等特種裝備，在陸、海、空、天領(lǐng)域展示出廣闊的應(yīng)用前景。
優(yōu)勢不可替代
鋰離子電池是繼鎳氫等傳統(tǒng)蓄電池之后的新一代可充電電池，由日本索尼公司于1990年最先研發(fā)成功。鋰離子電池工作原理簡單，具有較好的安全性和較長的充放電壽命，被認(rèn)為是新型動力源的首選。
鋰離子電池在特種應(yīng)用中具有以下優(yōu)點。工作電壓高。一節(jié)鋰離子電池的放電電壓相當(dāng)于3節(jié)傳統(tǒng)蓄電池，同等使用條件下，大大減少電池使用量。能量密度高。是普通蓄電池的2至3倍，加上體積小、重量輕，用于野戰(zhàn)便攜式電子設(shè)備有不可替代的優(yōu)勢。循環(huán)使用壽命長。使用壽命長達10至15年，與傳統(tǒng)蓄電池7至8年相比，降低了造價高昂帶來的影響。無環(huán)境污染。不含鉛、汞等重金屬，是一種潔凈的“綠色”能源。無記憶效應(yīng)?？呻S意充放電，尤其在戰(zhàn)時和緊急情況下顯示出優(yōu)異的使用性能。低維護率。幾乎不需要任何維護，減少戰(zhàn)時后勤負(fù)擔(dān)。此外，還有安全性能高、工作溫度范圍寬等優(yōu)點。
近年來，各國將鋰離子電池作為替代傳統(tǒng)蓄電池的新型電池大力發(fā)展，新型鋰離子電池具備諸多特色，在便攜式電子設(shè)備應(yīng)用方面展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
采用鋰離子電池的特種裝備
趨于可彎曲輕量化。隨著小型化、便攜式、可穿戴電子裝備日益增多，要求與之適配的電源具有重量輕、體積小、比能量高、可任意形變等特點，鋰離子電池憑借優(yōu)異性能成為上述電子設(shè)備的首選電源。2013年，美軍研發(fā)出一款可拉伸的鋰離子電池，能內(nèi)置手表腕帶中，為特種智能手表等裝置供電。日本新推出一種柔性超薄鋰離子電池，在彎曲折疊后依然保持穩(wěn)定的電量輸出。該電池的另一個技術(shù)亮點是采用無線充電技術(shù)，使可穿戴設(shè)備無需專門設(shè)計電池安裝區(qū)域。
能量密度持續(xù)提高。促進鋰離子電池發(fā)展的一大因素是新興電池材料的應(yīng)用。近年來，隨著多種新型電極材料被應(yīng)用，大大提升鋰離子電池的能量密度、循環(huán)使用壽命和穩(wěn)定性等關(guān)鍵性能。另外，鋰離子電池的制造工藝也取得多項技術(shù)突破。日本新型耐高溫全固態(tài)鋰離子電池，在150℃的高溫環(huán)境中仍具備良好的導(dǎo)電性能，此項技術(shù)擴大鋰離子電池的應(yīng)用范圍。美國采用噴涂工藝可大面積制造鋰離子電池，幾乎可以在所有物體表面形成電池，可進一步提高戰(zhàn)場能源的保障能力。
安全性能取得技術(shù)突破。高安全性是特種裝備對鋰離子電池的剛性要求，保證電池在受到高強度打擊和沖擊時絕對安全，主要通過使用高安全材料和優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。2017年1月，美國斯坦福大學(xué)研發(fā)出一種含有阻燃劑的微型“智能”纖維，插在電池的電極之間，可阻止電池短路起火。在測試中，當(dāng)鋰離子電池溫度達到160℃以上時，阻燃劑會被釋放到電解質(zhì)中，確保電池安全。
未來特種裝備的主選
鋰離子電池作為動力源，近年來被廣泛應(yīng)用在特種電子設(shè)備、特種、特種、無人機中，展現(xiàn)出良好的使用性能，逐漸成為特種裝備的重要能源。
特種特種系統(tǒng)的首選電源。鋰離子電池作為目前性能最好的蓄電池，不僅能為戰(zhàn)場上的特種電子設(shè)備提供持久穩(wěn)定電源，還可大大減輕特種負(fù)重，增強特種特種的靈活性和機動性，成為未來特種裝備的首選電源。美陸軍開發(fā)的“士兵適形電池”，就是一種可穿戴的鋰離子聚合物電池，外形輕薄，排列放置在士兵穿著的防彈板上，減輕士兵承重。英國特種部將鋰離子電池作為特種特種系統(tǒng)補給能源，研制的袋狀鋰離子電池具有超高比能量。此外，當(dāng)前世界各國軍隊研發(fā)的未來士兵特種系統(tǒng)大多采用鋰離子電池作為動力源，如美國“陸地勇士”特種特種系統(tǒng)和德國“未來士兵”系統(tǒng)都使用鋰離子電池。
采用鋰離子電池的德國“未來士兵”系統(tǒng)已經(jīng)通過實戰(zhàn)測試并配發(fā)特種
海上裝備的“能源新寵”。鋰離子電池用作特種的動力源，可極大提高特種航速、續(xù)航里程、生存能力，降低特種維護成本。近年來，多國海軍將鋰離子電池應(yīng)用于微型特種，同時開發(fā)適用于中遠程特種的鋰離子電池。例如，法軍天蝎級特種裝備新一代鋰離子電池，能夠承受大電流充電，使特種充電時間大幅縮短，水下續(xù)航時間翻倍。
鋰離子電池用于特種，可大幅降低特種動力部分的體積和重量，并能在訓(xùn)練中反復(fù)使用，滿足特種訓(xùn)練需求。目前，法國海軍已成功開發(fā)鋰離子電池特種，運行速度超過50節(jié)（92.5千米/小時），續(xù)航時間超過1小時，可靠性和安全性均滿足特種性能要求。此外，外軍還探索將鋰離子電池用作水面艦艇的電力系統(tǒng)。
空天飛行器的“第三代電源”。鋰離子電池被稱為第三代航天電源，近年來逐步應(yīng)用于各類航天設(shè)備。例如，新式鋰離子電池已經(jīng)用作國際太空站電源。在特種特種領(lǐng)域，鋰離子電池主要應(yīng)用于小型、微型無人機。美軍在阿富汗戰(zhàn)爭中投入使用的“龍眼”無人特種，采用鋰離子電池作為動力源，已在特種中得到檢驗。不過總體看，鋰離子電池在這一領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起步階段，主要制約因素是小型化不足、動力不夠等。
大型裝備的動力源不足。在地面裝備中，鋰離子電池主要應(yīng)用于特種無人地面車輛、機器人、混合電動戰(zhàn)車等。對使用油電混合驅(qū)動的地面戰(zhàn)車來說，采用鋰離子電池作為動力源不僅可以降低油耗，減少后勤負(fù)擔(dān)，還可以提高戰(zhàn)術(shù)車輛的機動力和生存能力。目前，外軍積極為混合電驅(qū)動戰(zhàn)車、無人地面車輛、地面機器人研發(fā)鋰離子電池模塊。不過，對大型地面裝備來說，鋰離子電池功率偏弱是制約其進一步應(yīng)用的主要因素。因此，未來還需要繼續(xù)研發(fā)高比功率、低成本的鋰離子電池，滿足地面裝備的任務(wù)需求。
