铅酸电池必将被新式电池取代

　　AIP潜艇从一定程度上降低了潜艇对蓄电池的要求，但这不意味着潜艇就不需要更好的电池。毕竟，相较柴电潜艇，AIP潜艇的系统更为复杂。

　　“凰龙”号在维持规格和航速不变的情况下，使用锂离子电池替换掉整个“斯特林”发动机的AIP动力系统和铅酸蓄电池。

　　“凰龙”号所采用的这种设计使得当前最热门的AIP潜艇有了新的替代方式，从技术原理上看，又变回了柴电潜艇。

　　“铅酸电池存在一系列问题，而且根据其工作原理改进的空间十分有限，而且还需要额外的发动机供电，占用了潜艇过多的空间，因此一旦出现更成熟电池技术，例如锂离子聚合物电池，就必然会被取代。”易芳说。

　　锂电池其实早已在其中武器系统中应用，涵盖了陆海空天等诸多兵种，比如军用通信设备、水下机器人、无人侦察机等。军用设备电源的能量密度、续航时间、体积重量等是影响作战能力的重要因素，而锂电池具有的能量密度高、体积小、重量轻、循环寿命长等优势，成为军用设备电源的首选。

　　易芳指出，“由于潜艇潜航时对电力系统的要求很高，一种电池技术如果没有成熟是不敢贸然使用的，因为一旦供电中断必然导致潜艇安全事故。因此之前的常规潜艇主要使用成熟的铅酸蓄电池，直到锂离子聚合物电池等电池技术逐渐成熟之后，才开始采用新的替代方案。”

　　锂电潜艇出现属于水到渠成

　　因常规动力潜艇具备独特优势，各国技术人员一直在进行不断地设计改进，包括不断尝试各种新式的电池技术。

　　除了锂电池之外，技术人员还使用过银锌电池。上世纪50年代，美国用“大青花鱼”号常规动力高速试验潜艇试验过银锌电池。有文章指出，1500吨排水量的潜艇使用了220吨电池，可以让1500吨的潜艇以33节的速度活动1.5小时，这是首次常规潜艇达到核潜艇的运动能力。不过银锌电池价格过于昂贵，制造这些电池的银锭还是从美国国库中借出来的。

　　当前，AIP潜艇家族中还有一种燃料电池AIP潜艇，然而燃料电池潜艇和日本的锂电潜艇有着本质区别。燃料电池属于一次电池，它可以把燃料的化学能直接转化为电能，也叫电化学发电器。而蓄电池属于二次电池，需要进行充放电循环，把电能储存起来进行放电。

　　“燃料电池是一种自供能的电池技术。这种潜艇只要燃料足够、废弃物排放科学，是可以在水下长期工作，可以认为是一种‘亚核潜艇’。”易芳说，“而锂离子电池是一种蓄电池，需要进行充电。也就是说，锂电潜艇在潜航一段时间以后，也需要上浮至水面，由柴油发电机组系统进行充电，待充电完成后才能继续下潜作业。”

　　很多人关心，锂电池已在潜艇及众多武器上得到了应用，那么它未来是否会在战场上广泛应用，或者只是过渡阶段的替代品？未来锂电潜艇会像现在电动汽车取代燃油汽车那样，成为未来常规动力潜艇的首选配置吗？

　　对此，易芳认为，“锂电池在常规潜艇上运用只是其中一种成熟方案，是随着相关国家技术成熟的出现而出现，主要由于其具有比容量高、单电池输出电压高、自放电率低、使用寿命长、安全性能好等优点，成为电力推进分系统的一种选择而已，也并非过渡阶段的替代品，是水到渠成的一种必然选择。事实上，钠—氯化镍等新型高能热电池也是可供选择的一种方案。当前，燃料电池AIP潜艇的前景比较好，是未来研究的主要方向，将燃料电池技术与蓄电池技术结合，可以确保常规AIP潜艇更好的安全性。”（张强）