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電池, 被媒體稱為是潛艇用電池的 '革命性突破' .
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直接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, 潛艇用電池的研製與應用一直受到世界潛艇製造國的高度重視.
那麼, 潛艇用電池的基本性能要求有哪些? 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. 鉛酸蓄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蓄電池.
鉛酸蓄電池技術成熟, 可靠性高, 安全性好, 使用壽命長, 易於維護, 不過它的缺點在於能量密度小容量低, 因此經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, 佔用空間大等問題, 且必須配置龐大的輔助系統才能保證工作. 對於鉛酸蓄電池的這些問題, 在技術上改進和提高的空間已經不多.
與鉛酸電池相比, 鋰電池的出現, 從理論上將大大提高潛艇性能.
一是鋰電池的體積與重量更小, 同體積產生的電能至少是鉛酸蓄電池的3倍, 有助於減輕潛艇重量, 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, 從而增強潛艇的隱蔽性與生存能力.
三是鋰電池沒有記憶效應, 不需要為延長壽命遵循過多嚴格的電池充放電要求, 潛艇可根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, 受限於目前的技術和工藝水平, 鋰電池仍存在諸多難以克服的問題, 因此, 其應用前景受到質疑.
首先是安全性. 鋰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封閉的空間, 如果解決不好散熱問題, 就會增加潛艇的紅外輻射量, 進而增大潛艇的可探測性風險, 並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, 鋰電池成本比傳統鉛酸電池高几倍, 而一艘潛艇上需要的鋰電池數量很多, 再加上配備輔助系統, 無疑加大了潛艇費用.
鑒於這些問題, 鋰電池在潛艇上的應用目前仍處於初級階段, 且並非最理想的潛艇用電池. 未來, 一方面必須進一步改進鋰電池的製作工藝, 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; 另一方面仍需繼續開發其它潛艇用電池, 例如燃料電池等.
