鉅大LARGE | 點擊量：698次 | 2021年03月02日
信息化戰(zhàn)場的能源新星
空氣電池是一種特殊的燃料電池，它以金屬為燃料，通過與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。由于氧氣可以無限的量供應(yīng)，理論上空氣電池的蓄電量可以達到鋰離子電池的5至10倍，有"蓄電池"之稱。
制作空氣電池可選用的原料比較多樣，已經(jīng)取得研究進展的空氣電池主要有鋁-空氣電池、鎂-空氣電池、鋅-空氣電池和鋰-空氣電池等。其中，鋅-空氣電池和鋁-空氣電池已有實際應(yīng)用，正在研制中的鋰-空氣電池性能最好，同等體積和重量下，比功率和比能量遠高于目前使用的鋰離子電池，因此被寄予厚望，是當(dāng)前的研發(fā)熱點之一。
戰(zhàn)場應(yīng)用優(yōu)勢突出
與普通蓄電池相比，空氣電池用氧氣取代金屬，重量大幅減輕，具有輕便、能量密度高等優(yōu)點，符合裝備使用電源"更小、更輕、更有效"的要求，在特種應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢。
機動性能好?？諝怆姵氐难趸瘎﹣碜钥諝?，電池重量大大減輕，貯運方便，具有較好的機動能力。它還可以模塊化使用，作為大功率移動電源為特種裝備和設(shè)施供電。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
保障效能高?？諝怆姵鼐邆淠芰棵芏雀?、放電電壓穩(wěn)、循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)簡單，特種中通過快速更換金屬電極和電解液，可持續(xù)提供電能保障。
環(huán)境適應(yīng)性強?？諝怆姵夭捎玫慕饘匐姌O原材料豐富多樣，即便在嚴苛的戰(zhàn)場環(huán)境下也較容易獲取。
生存能力高?？諝怆姵氐姆磻?yīng)物和產(chǎn)物無污染，熱輻射和電磁輻射等信號特征弱，與普通電池相比，可提高裝備的戰(zhàn)場生存能力。
后勤維護率低。在特種中，空氣電池幾乎不需要維護保養(yǎng)，減少戰(zhàn)時后勤負擔(dān)。
由于結(jié)構(gòu)局限，空氣電池的不足主要體現(xiàn)在利用率低、壽命短、能量密度小、高功率輸出不足等方面，制約其走向大范圍應(yīng)用。近年來，各國加快空氣電池研發(fā)速度，提高電池性能，推動實際應(yīng)用。據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》報道，日本計劃在2025年實現(xiàn)鋰-空氣電池實用化，目前多家企業(yè)已取得技術(shù)突破。
加快實用化步伐
空氣電池既可用于建造大、中型基地電站，也可用作電動車輛、無人機和小型特種的電源，同時還可作為單的兵裝備、筆記本電腦等小型設(shè)備的便攜式電源，推動上述裝備小型化、輕量化，更好地適應(yīng)未來戰(zhàn)爭形態(tài)和特種需求。
水下裝備的理想電源。小型特種等水下裝備對電池的要求包括安全性高、比能量高、穩(wěn)定性好等，空氣電池的特性非常符合這些要求，被認為是最佳水下裝備動力源。特別是采用空氣電池后，系統(tǒng)基本不向外排放廢棄物，裝備的尾流特征極小，聲音特征也遠低于采用常規(guī)動力，可大大提高隱身特種能力。
目前，美國海軍已推出采用鋁-空氣電池為動力的無人潛水器，水下連續(xù)作業(yè)時間長達258小時。加拿大海軍使用鋁-空氣電池替代銀鋅電池，使?jié)撍骱匠虖?90千米增加至870千米，比能量達160瓦時/千克，續(xù)航能力提高到原來的5倍。挪威開發(fā)的自主潛水器采用鋁-空氣電池后續(xù)航能力提高到60小時。
提升無人機續(xù)航能力的強勁電源?？諝怆姵匾策m用于中小型無人機。美國一家公司專門為無人機研制出一款鋅-空氣電池并已通過測試，該空氣電池具備功率大、質(zhì)量輕等特點，可大幅增加無人機續(xù)航時間。
將空氣電池與蓄電池聯(lián)合使用，是外軍探索的另一種方案。其中，空氣電池為無人機巡航飛行提供動力，蓄電池則滿足其峰值功率需求。不過，由于技術(shù)所限，目前尚沒有實例。
電動車輛、單的兵電子設(shè)備的潛力電源。鋰-空氣電池被看作是便攜式設(shè)備和電動車輛的理想電源，具備較大的發(fā)展?jié)摿?，加上無環(huán)境污染，滿足戰(zhàn)場上車輛的低目標(biāo)特征要求。
信息化戰(zhàn)場上，海量特種數(shù)據(jù)需要傳輸，單的兵電子設(shè)備能否獲得穩(wěn)定、高效、持續(xù)的電源保障，一定程度上影響特種進程和結(jié)果。美軍歷來重視單的兵裝備的供電保障，特別是在經(jīng)歷伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭后，更加重視研發(fā)輕質(zhì)移動電源，減少電池帶來的負擔(dān)，提高單的兵特種能力。空氣電池是理想的小型化、便攜式電源，未來主要替代便攜式蓄電池。
此外，空氣電池還可設(shè)計成集成電池組，用作發(fā)電機組或其他蓄電池的備用應(yīng)急電源，在野戰(zhàn)條件下為特種基地、通信基站等提供穩(wěn)定可靠的電力保證。
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