空气电池,信息化战场的能源新星

发布时间:2019-05-31    来源:中国电子政务网    浏览量:3

空气电池是一种特殊的燃料电池,它以金属为燃料,通过与空气中的氧气发生化学反应产生电能。由于氧气可以无限量供应,理论上空气电池的蓄电量可?#28304;?#21040;锂离子电池的5至10倍,?#23567;?#32456;极蓄电池”之称。

制作空气电池可选用的原料比较多样,已经取得研究进展的空气电池主要?#26032;?空气电池、镁-空气电池、锌-空气电池和锂-空气电池?#21462;?#20854;中,锌-空气电池和铝-空气电池已有?#23548;?#24212;用,正在研制中的锂-空气电池性能最好,同等体积和重量下,比功率和比能量远高于目前使用的锂离子电池,因此被寄予厚望,是当前的研发热点之一。

战场应用优势突出

与普通蓄电池相比,空气电池用氧气取代金属,重量大幅减轻,具?#26143;?#20415;、能量密度高等优点,符合装备使用电源?#26696;?#23567;、更轻、更?#34892;А?#30340;要求,在军事应用中具有诸多优势。

1.机动性能好

空气电池的氧化剂来自空气,电池重量大大减轻,贮运方便,具有较好的机动能力。它还可以模块化使用,作为大功率移动电源为军事装备和设施供电。

2.保障效能高

空气电池具备能量密度高、放电电压?#21462;?#24490;环使用寿命长等优点,且结构简单,作战中通过快速更换金属电极和电解液,可?#20013;?#25552;供电能保障。

3.环境适应性强

空气电池采用的金属电极原材料丰富多样,即便在严苛的战场环境下也较容易获取。

4.生存能力高

空气电池的反应物和产物无污染,热辐射和电磁辐射等信号特征弱,与普通电池相比,可提高装备的战场生存能力。

5.后勤维护?#23454;?/p>

在作战中,空气电池几乎不需要维护保养,减少战时后勤负担。

由于结构局限,空气电池的不足主要体现在利用?#23454;汀?#23551;命短、能量密度小、高功率输出不足等方面,成为制?#35745;?#36208;向大范围应用。近年来,各国加快空气电池研发速度,提高电池性能,推动?#23548;?#24212;用。据?#24230;?#26412;经济新闻》报道,日本计划在2025年实现锂-空气电池实用化,目前多家企业已取得技术突破。
加快实用化步伐

空气电池既可用于建造大、中?#31361;?#22320;电站,?#37096;?#29992;作电动车辆、无人机和小型潜艇的电源,同时还可作为单兵装备、笔记本电脑等小型设备的便携式电源,推动上述装备小型化、轻量化,更好地适应未来战争形态和作战需求。
水下装备的理想电源

小型潜艇?#20154;?#19979;装备对电池的要求包括安全性高、比能量高、稳定性好等,空气电池的特性非常符合这些要求,被认为是最佳水下装备动力源。特别是采用空气电池后,系统基本不向外排放废弃物,装备的尾流特征极小,声音特征也远低于采用常规动力,可大大提高隐身作战能力。

目前,美国海军已推出采用铝-空气电池为动力的无人潜水器,水?#38109;?#32493;作业时间长达258小时。加拿大海军使用铝-空气电池替代银锌电池,使潜水器航程从290千?#33258;?#21152;至870千米,比能量达160瓦时/千克,续航能力提高到原来的5倍。挪威开发的自主潜水器采用铝-空气电池后续航能力提高到60小时。

提升无人机续航能力的强劲电源

空气电池也适用于中小型无人机。美国一家公司专门为无人机研制出一款锌-空气电池并已通过测试,该空气电池具备功率大、质量轻等特点,可大幅增加无人机续航时间。

将空气电池与蓄电池联合使用,是外军探索的另一种方案。其中,空气电池为无人机巡航飞行提供动力,蓄电池则满足其峰值功?#24066;?#27714;。不过,由于技术所限,目前尚没有实例。

电动车辆、单兵电子设备潜力电源

锂-空气电池被看作是便携式设备和电动车辆的理想电源,具备较大的发展潜力,加上无环境污染,满足战场上军用车辆的低目标特征要求。

信息化战场上,海量作战数据需要传输,单兵电子设备能否获得稳定、高效、?#20013;?#30340;电源保障,一定程度上影响作战进程和结果。美军历来重视单兵装备的供电保障,特别是在经历伊拉克和阿富汗战争后,更加重视研发轻质移动电源,减少电池带来的负担,提高单兵作战能力。空气电池是理想的小型化、便携式电源,未来主要替代便携式蓄电池。

此外,空气电池还可设计成集成电池组,用作发电机组或其他蓄电池的备用应急电源,在野战条件下为军事基地、通信基站等提供稳定可靠的电力保证。


责任编辑?#22909;?#23567;平

重庆时时彩走势图表