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        鋰電池技術在國防領域的水下應用

        鉅大LARGE  |  點擊量:287次  |  2023年08月01日  

        在過去的二十年里,鋰離子電池技術已經用于國防領域的水下應用,如常規潛艇、特種車輛、潛水器、無人設備等。雖然廣泛應用于各種領域,但鋰離子電池可謂是一種相對不成熟的儲能技術。鋰離子電池技術最近得到了改進,已經成為跨越各種民用和國防應用的真正的新興技術。根據全球數據,以下是鋰離子電池在水下的主要機遇和挑戰:


        一.鉛酸電池的潛在替代品


        鋰離子電池是鉛酸電池的潛在替代品,鉛酸電池是潛艇的主要電源。與鉛酸電池相比,LIB具有更高的能量密度、改善的充放電動力學和更長的整體使用壽命,通常是鉛酸電池的兩倍以上。所有柴油動力潛艇都使用電池在水下無聲行駛。電池由柴油發動機充電,需要氧氣才能運行。這就要求潛艇浮出水面,或者至少是浮潛,將潛望鏡、進氣口和出氣口露出水面。與鉛酸電池相比,潛艇使用鋰離子電池可以在水下停留更長時間,整個電池塊儲存的能量可以為一個小鎮供電幾個小時。鋰離子電池的設計,只要稍作技術改動,就可以安裝在任何潛艇上,從而直接取代鉛酸電池。


        鋰離子電池對水下航行器的續航能力至關重要。


        二、鋰離子電池安全法規


        在火災風險方面,鋰離子電池在包括消費電子、汽車、航空和海事部門在內的各種行業中都遇到了嚴重的消防安全問題。2015年,國際航空運輸協會實施了第一版運營商指導文件,以降低與鋰電池相關的風險。


        第三,新型電池技術


        目前,鋰離子電池依賴于鈷和鎳這兩種基本金屬,這對開采它們的人和環境造成了傷害。鋰離子電池最近開發出一種不含鈷、鎳等重金屬的新型電池,避免了與鋰離子技術相關的環境和人道主義問題。當對性能進行優化時,這種電池的功率密度高于鋰離子電池,這意味著一種可能更小的電池可能會徹底改變電動飛機等技術。此外,特斯拉自主研發的新型電池是干電池技術和超級電容器的結合。這兩種技術的結合有可能增加能量密度,從而增加里程和充電速度。


        固態電池技術的研發。當今最好的LIB電池含有液體電解質。包括固體電解質而不是液體電解質的固態電池具有實現更高能量密度的潛力。結合新型電池組和電池模塊的開發,可以大大延長電池的使用壽命。目前,固態電池技術正在開發中。它側重于兩種主要類型的材料:聚合物和無機化合物,旨在實現物理和化學性質(如加工性能、穩定性和導電性)的協同作用。雖然這些發展對鋰離子電池技術構成了威脅,但這并不意味著鋰離子電池將在不久的將來被取代。例如,裝備鉛酸電池的柴電潛艇發展后,又發展了核動力、燃料電池和LIB動力潛艇,但裝備鉛酸電池的潛艇在全球潛艇市場仍保持重要地位。


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