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锂电池让潜艇更优秀

2023-02-02瞿立建

科学大众·小诺贝尔 2023年2期
关键词:铅酸锂电池潜艇

瞿立建

一项研究显示,得益于电动汽车行业的技术发展,我国大型常规潜艇海下航行将用锂电池驱动。

铅酸电池和锂电池各有优点

常规动力潜艇绝大多数是柴电混合动力潜艇,动力有两组,一组是柴油发动机,另一组是电动机。潜艇在水面上航行时用柴油机驱动,同时让柴油机带动发电机为蓄电池充电。潜艇在水下航行时,蓄电池为电动机提供能量,驱动螺旋桨。

潜艇上的蓄电池一般是铅酸电池,而不是我们熟悉的锂电池。两种电池比较起来,铅酸电池的弱点明显,储能少、充电慢、输出弱、寿命短。如铅酸电池和锂电池各有优点果用锂电池取代铅酸电池,潜艇在水下续航能力能增加一倍以上,并极大地提高其高速运行时的加速度,而且隐蔽性更强、噪声小,还能装载更多武器。

我国海军10年前就谋划以锂电池取代铅酸电池,为什么铅酸电池还没被取代呢?

因为铅酸电池有一个优点:技术成熟,安全可靠。而锂电池安全风险比较大,你一定看到过电动自行车、电动汽车自燃的新闻,也一定了解电动自行车不能入户充电的规定。

替换成分,肩负重任

不过,得益于我国电动汽车行业的跨越式发展,锂电池的安全性得到了极大的提升,将有望装备潜艇。

我国在车用锂电池领域有深厚的技术积累,在世界上居于领先地位。我国工程师发现,只要以结构更稳定的铁和磷酸盐取代锂电池成分中的镍和钴,就能让锂电池在严酷的环境中也能安全工作。

用锂电池驱动潜艇,我国并不是世界首家。德国和法国早在20世纪90年代就开始了潜艇用锂离子动力电池的研制,不过起了大早却赶了晚集,被日本、韩国超越。

2018年,日本的“凰龙”号潜艇——世界上第一艘全部配备锂电池的柴电动力潜艇下水。这是一个划时代的革命,具有重大开创性意义。目前,日本至少有4艘锂电池潜艇。

在看到日本锂电池潜艇取得如此丰硕的成果后,韩国也不甘落后。2021年,韩國成为世界上第二个拥有锂电池潜艇的国家,目前正在建造本国第二艘锂电池潜艇。

锂电池在提高常规潜艇续航力、高速机动性和隐蔽性等方面有相当大的潜力。至于今后能否成为各国常规潜艇普遍采用的主动力系统,仍需要一段时间来证明。

我国海军拥有世界上规模最大的常规潜艇舰队,也会建设出技术最先进的潜艇舰队。而磷酸铁锂电池将挑起驱动中国潜艇在水下护卫海疆、维护国家安全和世界和平的重任。

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