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鋰電池潛艇試驗(yàn)性質(zhì)濃或存缺陷

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-02-16 09:33    點(diǎn)擊量:

據(jù)日本《產(chǎn)經(jīng)新聞》報(bào)道稱,當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月4日,蒼龍級(jí)11號(hào)艇--“凰龍”號(hào)(SS-511)潛艇在三菱重工神戶造船廠舉行下水儀式。與前10艘蒼龍級(jí)常規(guī)動(dòng)力潛艇相比,“凰龍”號(hào)最大的區(qū)別是采用日本湯淺技術(shù)公司最新研發(fā)的鋰離子聚合物電池,取代了使用傳統(tǒng)鉛酸蓄電池的“不依賴空氣推進(jìn)”(AIP)系統(tǒng),由此成為日本首艘、同時(shí)也是世界上首艘鋰電池作為動(dòng)力的潛艇。鋰離子電池的能量密度比鉛酸電池高數(shù)倍,同體積的鋰電池儲(chǔ)電量比鉛酸多2倍以上,而且重量更輕,十分適合在內(nèi)部空間有限的常規(guī)動(dòng)力潛艇上使用。為此有日本網(wǎng)民及日媒甚至打出了“‘凰龍’號(hào)的技術(shù)水平比中國(guó)同級(jí)別潛艇先進(jìn)10至15年”的標(biāo)題,那么實(shí)際情況究竟如何呢?

對(duì)于在水下作戰(zhàn)的(常規(guī)動(dòng)力)潛艇而言,對(duì)電池的依賴性要遠(yuǎn)高于水面艦艇。早在鋰電池技術(shù)成熟之前,潛艇一直使用的是鉛酸電池,這種電池最早由法國(guó)人普蘭特于1859年發(fā)明,由于其具備價(jià)格低廉、原材料方便獲得(電極由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成)等優(yōu)點(diǎn),適用于大電流放電環(huán)境,因此發(fā)明后在化學(xué)電源中一直占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在美國(guó)海軍于1900年4月購(gòu)買了其歷史上首艘潛艇“霍蘭”號(hào)(舷號(hào)SS-1,以潛艇之父,同時(shí)也是通用動(dòng)力公司創(chuàng)始人約翰·菲利普·霍蘭命名)后,英國(guó)很快也邀請(qǐng)霍蘭幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出英國(guó)的第一艘潛艇“霍蘭1”號(hào),這艘潛艇就使用了當(dāng)時(shí)英國(guó)產(chǎn)的鉛酸電池,至今各國(guó)潛艇仍在使用。

但鉛酸電池的缺點(diǎn)也十分明顯,不僅體積大、重量大,電能轉(zhuǎn)換效率較低,且由于電解液涉及硫酸等危險(xiǎn)化工品,不利于長(zhǎng)時(shí)間維護(hù)。但對(duì)于需要增加水下航行的持續(xù)性和隱蔽性的潛艇來(lái)說(shuō),提高電池的儲(chǔ)電量和電能轉(zhuǎn)化效率至關(guān)重要。隨著AIP技術(shù)問(wèn)世,通過(guò)攜帶液氧和廢氣循環(huán)的方式使?jié)撏Р裼蜋C(jī)實(shí)現(xiàn)了不依賴空氣推進(jìn)(搭載斯特林AIP系統(tǒng)的蒼龍級(jí)潛艇可在水下連續(xù)航行兩周,比未裝AIP系統(tǒng)的常規(guī)潛艇水下續(xù)航時(shí)間高5倍,隱蔽性大幅增強(qiáng)),使得潛艇對(duì)高性能電池的依賴性有所降低,但并未解決鉛酸電池的劣勢(shì)問(wèn)題。

隨著近年來(lái)鋰電池技術(shù)的不斷成熟,潛艇設(shè)計(jì)師也開始考慮將鋰電池作為鉛酸電池的繼任者使用。與鉛酸電池相比,鋰電池具有體積小、效率和功率密度高、充電快的優(yōu)勢(shì),且無(wú)需液態(tài)電解液,便于維護(hù)。此外,在高功率情況下,鋰電池的電容量是鉛酸電池的2倍多,而充電時(shí)間大幅縮短,以德國(guó)在研的216型潛艇為例,只需充電2小時(shí)就能連續(xù)航行98小時(shí)。盡管優(yōu)勢(shì)明顯,但鋰電池還存在一大潛在使用風(fēng)險(xiǎn)是容易發(fā)熱起火,而且對(duì)意外碰撞較為敏感。此前使用鋰電池的一架埃塞俄比亞航空公司波音787客機(jī)就曾于2013年發(fā)生過(guò)意外起火事故,而事后調(diào)查報(bào)告顯示,起火原因就是因湯淺技術(shù)公司的設(shè)計(jì)缺陷所致。巧合的是,此次“凰龍”號(hào)使用的也是該公司生產(chǎn)的鋰電池,至于相關(guān)工藝是否有所改進(jìn),安全性究竟有無(wú)提高?目前都是未知數(shù)。

單從技術(shù)方面而言,“凰龍”號(hào)可能具有開拓性意義,但是否真像有些媒體所說(shuō)的“比別國(guó)常規(guī)動(dòng)力潛艇先進(jìn)10至15年”,現(xiàn)在斷言還為時(shí)尚早。其實(shí)對(duì)于日本海自來(lái)說(shuō),“凰龍”號(hào)的試驗(yàn)性質(zhì)也十分明顯,有摸著石頭過(guò)河的節(jié)奏,甚至暗藏一些技術(shù)缺陷也很難說(shuō)。所以,外界莫不如等“凰龍”號(hào)服役一段時(shí)間后,再來(lái)做評(píng)價(jià)不遲。

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