潜艇为什么要装电池?这是因为潜艇主要以柴油发动机作为动力,其动力运转方式需要大量的氧气供应。一旦潜艇潜入水下的话,与海面之上的空气完全隔绝,那么潜艇水下航行动力就必须再想办法。潜艇的解决方案是为其装备大体积的铅酸电池,这也在水面航行的同时给潜艇充电,等到下潜之后依靠潜艇携带的电池的电能为潜艇提供动力。现在的AIP潜艇本质上说并不是不依靠空气在水下航行,而是潜艇携带液氧在水下为潜艇动力装置提供氧气。从这里看的话,潜艇携带电池的存电能力对潜艇的水下性能是有很大的影响。
给潜艇装备锂电池,这本身就是个脑洞。因为现在全世界为潜艇装备的都是铅酸电池。锂电池技术本质上对于潜艇并不成熟。现在也只有日本一家为潜艇装备了锂电池。锂电池不好吗?为什么基本上还是装备能量密度不高的铅酸电池?这就要说到锂电池的缺点了。那就是发热易爆炸,不过现在比亚迪已经研发出了安全性极高的刀片电池,技术上可以说是全球领先。那么如果装备在我国的常规潜艇上会怎么样呢?
锂电池对于铅酸电池的优点有四个。体积和能量密度以及充放电次数远大于铅酸电池。还有就是充电速度比铅酸电池快得多。我们骑电动车都知道,锂电池本身的质量很小,体积也很小。可是却可以提供比铅酸电池更远的续航距离。这就要说到能量密度的问题了。能量密度指的是同质量下的电池所能容纳的电能。说直白点就是同样十斤重电池可以装进去多少电。目前锂电池的能量密度是铅酸电池的五倍乃至更多。也就是说,同等重量下锂电池比铅酸电池可以多装备五倍的电能。而且体积还跟小。
关于充放电次数这个,军用的电池我们没有数据,但是民用数据还是摆在那里的。目前电动摩托车使用的铅酸电池的充放电次数大概只有400次左右。而且还有记忆功能。这个说的意思是铅酸电池充电四百次左右就坏掉了,而且铅酸电池如果每次没有完全放电就充电的话,会造成电池容量下降。就好比每次剩下一半电没有用完就充电,那么长时间下来的结果就是这个电池的容量只剩下了一半。锂电池就没有这个缺点。锂电池本身没有记忆功能,而且充放电次数至少是铅酸电池的三四倍。这也算下来的话,锂电池的寿命是铅酸电池无法比的。我们现在用的手机只需要半个小时就可以充满电。甚至现在安装锂电池的新能源汽车,只要十分钟就可以充满80%的电能。在战场上,时间就是战斗力,如果潜艇不得不上浮为潜艇充电的话,在水面暴露短时间就可以给锂电池充满电。这样的话,比铅酸电池潜艇的暴露时间上也更短!潜艇的隐蔽能力也更强了。
锂电池对比铅酸电池的缺点也很明显,第一是造价高,第二是安全性不好容易爆炸。第三是运行发热量比铅酸电池更大。铅酸电池作为成熟的老技术,安全性能没得说。军事装备尤其是潜艇,水下安全才是第一考虑,所以大多数潜艇使用的都是铅酸电池。我国039B装备的铅酸电池的重量更是达到了160吨。跟你的电动车对比一下,你就知道存电能力了。再一个就是造价了,一般锂电池的造价都是铅酸电池的三四倍以上。这也和寿命有关系的,从性价比上来说的话,其实这两款电池差不多。铅酸电池在放电的时候也发热,但是不大。锂电池发热比铅酸电池大得多,这也是锂电池一般事故的来源。所以考虑到安全性的话,铅酸电池才是最好的潜艇装备。
可是最近比亚迪发动的刀片电池在世界上可以说是最先进的存在。而且安全性能也是出奇的高。其爆炸风险测试显示一点风险都没有。哪怕拿尖锐的钢筋连续刺穿几块电池,都没有任何风险。这样的电池在安全性上已经做到了极致。目前日本在其苍龙级11号潜艇上用了锂电池。我们是不是也可以在我们的常规潜艇上用比亚迪的刀片电池呢?
想象一下安装比亚迪刀片电池的潜艇的性能。如果追求同等储电量,那么潜艇内部可以节省出五分之四的电池空间。如果电池空间内全部装上刀片电池,那么潜艇电池的存储电能将达到五倍以上。什么概念呢?也就是说即使不依靠水下外燃机的AIP系统,依靠本身的电池自持力,在水下低速航行的状态下也可以达到五到十天的水准,如果再有AIP系统的加持,我想在水下持续支撑一个月是不成问题的。如果在烈度比较小的战场环境下,锂电池依靠快速充放电的性能,甚至可以在局部睥睨核潜艇的性能。低烈度说的是在我方保护的海域,潜艇可以短时间上浮十几分钟到半个小时,这也依靠锂电池充电快的特点,就可以继续完成下一个长周期的水下潜航。
当然,如果安装锂电池的话,潜艇的造价会大大提升。目前日本安装锂电池的苍龙级潜艇11号艇的造价已经突破了6亿美元。当然,单纯的看造价的话,我们039B的对外售价才三亿美元多点。日本的本身军舰造价高,这并不具备普遍可对比性!不过单纯的为电池设置的冷却系统和电池本身的造价肯定会比铅酸电池高得多。这点几乎毫无疑问!当然了,我国现在军费充足,只要电池技术成熟了,就可以为潜艇装备,我想钱这方面是没有问题的,对于给我国的潜艇安装比亚迪产的刀片电池,不知道大家对此是怎么看的呢?欢迎在评论区留下您宝贵的意见!