据日本媒体报道, 当地时间10月4日, 日本苍龙级常规潜艇11号艇 '凰龙' 号下水, 该艇首次全面使用锂电池, 被媒体称为是潜艇用电池的 '革命性突破' .
众所周知, 电池是常规潜艇的主要电源, 也是核潜艇的备用电源和应急电源, 所以电池性能的优劣直接决定潜艇性能和作战能力. 如果电池性能不佳, 提供电力不足, 潜艇就跑不远跑不快, 机动能力大大受限, 浮出水面充电时间更长, 被暴露的风险也大大增加. 正因如此, 潜艇用电池的研制与应用一直受到世界潜艇制造国的高度重视.
那么, 潜艇用电池的基本性能要求有哪些? 目前潜艇用哪种电池?
总体看, 对潜艇用电池最主要的性能要求是成本低, 容量大, 寿命长, 充电时间短和安全性好. 铅酸蓄电池是少有的几种接近主要性能要求的电池, 因此自第一次世界大战以来, 潜艇用电池大都是铅酸蓄电池.
铅酸蓄电池技术成熟, 可靠性高, 安全性好, 使用寿命长, 易于维护, 不过它的缺点在于能量密度小容量低, 因此经常需要将数百个单体电池串联使用, 造成电池体积大, 重量重, 占用空间大等问题, 且必须配置庞大的辅助系统才能保证工作. 对于铅酸蓄电池的这些问题, 在技术上改进和提高的空间已经不多.
与铅酸电池相比, 锂电池的出现, 从理论上将大大提高潜艇性能.
一是锂电池的体积与重量更小, 同体积产生的电能至少是铅酸蓄电池的3倍, 有助于减轻潜艇重量, 节省空间, 提升潜艇的续航能力和机动性.
二是锂电池的充电速度快, 效率高, 能大大减少潜艇上浮充电时间, 从而增强潜艇的隐蔽性与生存能力.
三是锂电池没有记忆效应, 不需要为延长寿命遵循过多严格的电池充放电要求, 潜艇可根据任务需要和战场环境随时充放电, 有效提高了潜艇的作战灵活性.
不过, 受限于目前的技术和工艺水平, 锂电池仍存在诸多难以克服的问题, 因此, 其应用前景受到质疑.
首先是安全性. 锂电池在使用或充放电时散发出较多热量, 而潜艇内部是一个完全封闭的空间, 如果解决不好散热问题, 就会增加潜艇的红外辐射量, 进而增大潜艇的可探测性风险, 并影响潜艇的工作可靠性和稳定性, 甚至引发火灾等安全事故.
其次是成本高昂. 一般情况下, 锂电池成本比传统铅酸电池高几倍, 而一艘潜艇上需要的锂电池数量很多, 再加上配备辅助系统, 无疑加大了潜艇费用.
鉴于这些问题, 锂电池在潜艇上的应用目前仍处于初级阶段, 且并非最理想的潜艇用电池. 未来, 一方面必须进一步改进锂电池的制作工艺, 降低成本, 提高可靠性, 逐步加大它在潜艇上的推广或普及程度; 另一方面仍需继续开发其它潜艇用电池, 例如燃料电池等.
