當前位置:
首頁 > 軍情 > 蘋果8電池也爆裂!中國新潛艇用鋰電池還能保證安全嗎?

蘋果8電池也爆裂!中國新潛艇用鋰電池還能保證安全嗎?

圖:拆開包裝就發現脹裂的蘋果8P

Iphone 8系列發售不久,就在台灣和日本陸續出現了電池引發手機爆裂的問題。很多人覺得,鋰電池正在越來越不安全。

但現在,全世界——也包括中國的常規潛艇,都已經將鋰電池作為性能提升的關鍵技術;目前日本等一些國家已經開始有常規潛艇將鋰電池用作自身的主動力了,而在未來,中國下一代常規潛艇使用鋰電池的幾率也非常高。

圖:日本蒼龍潛艇最新幾艘已經開始採用鋰電池

在潛艇上,使用電機驅動螺旋槳和噴水泵轉子,是現在能做到的最安靜的動力形式。只有它能最大程度上的消除活塞連桿(柴油機)的高速往返運動、渦輪葉片(蒸汽輪機)的高速旋轉運動、變速箱齒輪部件形成的各種機械雜訊源頭。

長期以來,潛艇使用的都是沉重的鉛酸電池——和現在汽車中能見到的電池一樣。和汽車不同的是,要推動潛艇那麼大的艦船,鉛酸電池動力組必須設計的非常大,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。

圖:潛艇電池倉,電池同時是配重

酸液循環系統原理

電池和酸液循環系統照片

因此潛艇的鉛酸電池組,需要非常複雜的一套酸液循環系統,保證電解液的密度上下一致,不會存在局部溫度超過危險標準的情況;而且廢氫氣釋放的問題也變得很嚴重——特別是在潛艇這樣絕對封閉的環境中,一旦起火爆炸潛艇就完了。

同時從性能上講,鉛酸電池本身非常沉重,而且儲存的電量少,工作能力非常坑爹——越是需要大功率放電的時候,它能放出來的電就越少,高低能差出一倍多;而且還存在嚴重的記憶效應問題,充電需要分成繁瑣的三個階段,特別是後續的二、三階段耗時非常漫長。

圖:特斯拉的安全問題,還是電池組體積太大,無法像燃油箱一樣得到良好保護

電池性能一直是卡住人類整個能源結構的核心問題之一,如果電池性能足夠高——比如能量密度接近燃油,那麼現在所有的燃機車輛都會被電動車在市場上被趕盡殺絕。

在鉛酸電池以後,人類歷史上開發了大量的高能量電池設計,要麼如銀鋅電池一類價格高昂,然而要麼安全性非常差,容易起火爆炸,要麼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,內部用融化的鹽類作為電解液——這種電池工作時,內部需要保持幾百度的高溫。

現在的鋰電池,得到了整整數十年,以全球民用市場的使用經驗和商業資金為基礎進行改進,已經是現在能找到的最成熟、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果

實際上現在的鋰電池技術安全性一直都在越來越好,三星、蘋果8系列手機、包括波音787客機的鋰電池事故;最重要的原因,還是對於電池設計提出的要求過於苛刻所引發,特別是要在最小的體積內提供最大的容量,外部又沒有提供足夠的空間和輔助設計,以防止電池擠壓變形、避免局部熱量蓄積等等。

在合理的設計下,現在的常規潛艇完全可以在保證安全的前提下應用鋰電池作為主要的動力電池組。相較於鉛酸時代,現在的先進鋰電池對於潛艇的維護和安全設計並沒有提出更高的要求,相反,由於免去了氫氣監測和應急處理系統,很多設計變得更簡單廉價可靠了。

圖:中國新型常規潛艇

目前的理論計算分析顯示,鋰電池對常規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)時的容量能達到現有性能的兩倍以上;低速經濟航行的能量能達到現在的1.3倍以上;暴露幾率比現在下降2.5倍以上。

如果想第一時間獲取深度軍事分析文章、向作者提問互動、關注作者又在國內的專著文獻中挖掘到了哪些有意思的信息,請搜索並關注微信公眾號「候知健」或者「txzzhzj」


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 候知健 的精彩文章:

F22和殲20都學的誰?竟是痛宰美軍的蘇聯老式二代機
德國新步槍競爭:鄙夷無托槍,五種竟有三種是山寨M16
精彩測試:大威力狙擊步槍,能幾百米外打穿打斷建築鋼筋嗎?
俄槍王高官敵視中國槍械入骨:AK原廠被中國競爭逼破產

TAG:候知健 |