蘋果8電池大量爆裂 中國(guó)下代潛艇用鋰電池還能不能保證安全呢？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-15 12:16
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但現(xiàn)在，全世界——也包括中國(guó)的常規(guī)潛艇，都已經(jīng)將鋰電池作為性能提升的關(guān)鍵技術(shù)；目前日本等一些國(guó)家已經(jīng)開始有常規(guī)潛艇將鋰電池用作自身的主動(dòng)力了，而在未來，中國(guó)下一代常規(guī)潛艇使用鋰電池的幾率也非常高。
在潛艇上，使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳和噴水泵轉(zhuǎn)子，是現(xiàn)在能做到的最安靜的動(dòng)力形式。只有它能最大程度上的消除活塞連桿（柴油機(jī)）的高速往返運(yùn)動(dòng)、渦輪葉片（蒸汽輪機(jī)）的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、變速箱齒輪部件形成的各種機(jī)械噪聲源頭。
長(zhǎng)期以來，潛艇使用的都是沉重的鉛酸電池——和現(xiàn)在汽車中能見到的電池一樣。和汽車不同的是，要推動(dòng)潛艇那么大的艦船，鉛酸電池動(dòng)力組必須設(shè)計(jì)的非常大，這帶來了一系列的問題：比如酸液沉積和局部熱量無法良好的自然散發(fā)。
因此潛艇的鉛酸電池組，需要非常復(fù)雜的一套酸液循環(huán)系統(tǒng)，保證電解液的密度上下一致，不會(huì)存在局部溫度超過危險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的情況；而且廢氫氣釋放的問題也變得很嚴(yán)重——特別是在潛艇這樣絕對(duì)封閉的環(huán)境中，一旦起火爆炸潛艇就完了。
同時(shí)從性能上講，鉛酸電池本身非常沉重，而且儲(chǔ)存的電量少，工作能力非?？拥?mdash;—越是需要大功率放電的時(shí)候，它能放出來的電就越少，高低能差出一倍多；而且還存在嚴(yán)重的記憶效應(yīng)問題，充電需要分成繁瑣的三個(gè)階段，特別是后續(xù)的二、三階段耗時(shí)非常漫長(zhǎng)。
電池性能一直是卡住人類整個(gè)能源結(jié)構(gòu)的核心問題之一，如果電池性能足夠高——比如能量密度接近燃油，那么現(xiàn)在所有的燃機(jī)車輛都會(huì)被電動(dòng)車在市場(chǎng)上被趕盡殺絕。
在鉛酸電池以后，人類歷史上開發(fā)了大量的高能量電池設(shè)計(jì)，要么如銀鋅電池一類價(jià)格高昂，然而要么安全性非常差，容易起火爆炸，要么使用條件本身就極為苛刻，或者兩者兼而有之——比如熔鹽電池，內(nèi)部用融化的鹽類作為電解液——這種電池工作時(shí)，內(nèi)部需要保持幾百度的高溫。
現(xiàn)在的鋰電池，得到了整整數(shù)十年，以全球民用市場(chǎng)的使用經(jīng)驗(yàn)和商業(yè)資金為基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)，已經(jīng)是現(xiàn)在能找到的最成熟、最安全的高能電池。特別是上述鉛酸電池的一系列問題，鋰電池上都被避免了。
波音787電池起火就是過度壓縮體積的結(jié)果
實(shí)際上現(xiàn)在的鋰電池技術(shù)安全性一直都在越來越好，三星、蘋果8系列手機(jī)、包括波音787客機(jī)的鋰電池事故；最重要的原因，還是對(duì)于電池設(shè)計(jì)提出的要求過于苛刻所引發(fā)，特別是要在最小的體積內(nèi)提供最大的容量，外部又沒有提供足夠的空間和輔助設(shè)計(jì)，以防止電池?cái)D壓變形、避免局部熱量蓄積等等。
在合理的設(shè)計(jì)下，現(xiàn)在的常規(guī)潛艇完全可以在保證安全的前提下應(yīng)用鋰電池作為主要的動(dòng)力電池組。相較于鉛酸時(shí)代，現(xiàn)在的先進(jìn)鋰電池對(duì)于潛艇的維護(hù)和安全設(shè)計(jì)并沒有提出更高的要求，相反，由于免去了氫氣監(jiān)測(cè)和應(yīng)急處理系統(tǒng)，很多設(shè)計(jì)變得更簡(jiǎn)單廉價(jià)可靠了。
目前的理論計(jì)算分析顯示，鋰電池對(duì)常規(guī)潛艇帶來的性能改善將非常顯著，潛艇高速航行（高功率放電）時(shí)的容量能達(dá)到現(xiàn)有性能的兩倍以上；低速經(jīng)濟(jì)航行的能量能達(dá)到現(xiàn)在的1.3倍以上；暴露幾率比現(xiàn)在下降2.5倍以上。其實(shí)電動(dòng)車電池我們消費(fèi)者認(rèn)識(shí)兩大類別就夠了，一個(gè)是前幾年以比亞迪為首的磷酸鐵鋰電池，能量密度相對(duì)較低，每公斤為120Wh，優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)最好、安全性較高、不易燃爆。另一方則是以特斯拉為首的三元材料電池，有點(diǎn)是密度過，每公斤150-200Wh，電池輕、續(xù)航高、但是安全性方面沒有磷酸鐵鋰電池靠譜。
之后，特斯拉為了讓行業(yè)分?jǐn)偝杀荆ν迫牧想姵氐膬?yōu)勢(shì)。而國(guó)內(nèi)早起也出過相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目通知，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電池能量密度達(dá)到每公斤180Wh以上。后來的事情，大家都知道了，三元材料電池在國(guó)內(nèi)大受歡迎、江淮、奇瑞、北汽、眾泰等品牌紛紛加入三元材料電池汽車陣營(yíng)。
比亞迪堅(jiān)持了兩年，前些陣子也宣布了加入三元電池陣營(yíng)，有人說比亞迪這樣的舉動(dòng)是和國(guó)際上主流"不謀而合"，是"明智之舉"，但是在我看來，比亞迪換用三元材料電池其中也透著很多的無奈，一方面是創(chuàng)新政策的施壓，另一方面是特斯拉成功的營(yíng)銷使得三元材料電池逐步的成為了電動(dòng)車主流電池。
我們不要忘記，雖然三元電池在和磷酸鐵鋰電池的競(jìng)爭(zhēng)中占到了上風(fēng)，但是它的結(jié)癥仍然沒有解決，就是它的安全問題。似乎，在這場(chǎng)競(jìng)賽之中，我們的目的已經(jīng)不是為了改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞揭约盀榄h(huán)保做貢獻(xiàn)，只是為了"超車"而"超車"，這樣是不理智的。說好的不忘初心呢？
