锂电池技术在国防领域的水下应用

在过去的二十年里，锂离子电池技术已经用于国防领域的水下应用，如常规潜艇、特种车辆、潜水器、无人设备等。虽然广泛应用于各种领域，但锂离子电池可谓是一种相对不成熟的储能技术。锂离子电池技术最近得到了改进，已经成为跨越各种民用和国防应用的真正的新兴技术。根据全球数据，以下是锂离子电池在水下的主要机遇和挑战：

一.铅酸电池的潜在替代品

锂离子电池是铅酸电池的潜在替代品，铅酸电池是潜艇的主要电源。与铅酸电池相比，LIB具有更高的能量密度、改善的充放电动力学和更长的整体使用寿命，通常是铅酸电池的两倍以上。所有柴油动力潜艇都使用电池在水下无声行驶。电池由柴油发动机充电，需要氧气才能运行。这就要求潜艇浮出水面，或者至少是浮潜，将潜望镜、进气口和出气口露出水面。与铅酸电池相比，潜艇使用锂离子电池可以在水下停留更长时间，整个电池块储存的能量可以为一个小镇供电几个小时。锂离子电池的设计，只要稍作技术改动，就可以安装在任何潜艇上，从而直接取代铅酸电池。

锂离子电池对水下航行器的续航能力至关重要。

二、锂离子电池安全法规

在火灾风险方面，锂离子电池在包括消费电子、汽车、航空和海事部门在内的各种行业中都遇到了严重的消防安全问题。2015年，国际航空运输协会实施了第一版运营商指导文件，以降低与锂电池相关的风险。

第三，新型电池技术

目前，锂离子电池依赖于钴和镍这两种基本金属，这对开采它们的人和环境造成了伤害。锂离子电池最近开发出一种不含钴、镍等重金属的新型电池，避免了与锂离子技术相关的环境和人道主义问题。当对性能进行优化时，这种电池的功率密度高于锂离子电池，这意味着一种可能更小的电池可能会彻底改变电动飞机等技术。此外，特斯拉自主研发的新型电池是干电池技术和超级电容器的结合。这两种技术的结合有可能增加能量密度，从而增加里程和充电速度。

固态电池技术的研发。当今最好的LIB电池含有液体电解质。包括固体电解质而不是液体电解质的固态电池具有实现更高能量密度的潜力。结合新型电池组和电池模块的开发，可以大大延长电池的使用寿命。目前，固态电池技术正在开发中。它侧重于两种主要类型的材料：聚合物和无机化合物，旨在实现物理和化学性质(如加工性能、稳定性和导电性)的协同作用。虽然这些发展对锂离子电池技术构成了威胁，但这并不意味着锂离子电池将在不久的将来被取代。例如，装备铅酸电池的柴电潜艇发展后，又发展了核动力、燃料电池和LIB动力潜艇，但装备铅酸电池的潜艇在全球潜艇市场仍保持重要地位。