軍用高比能電池應用現狀與展望

曹宏濤

(海裝沈陽局駐沈陽地區第四軍事代表室，遼寧 沈陽 110168)

隨著電池工業的不斷發展，電池已成為軍用武器裝備關鍵的供能單元，是制約武器裝備作戰性能的關鍵技術[1]。現代戰爭中智能化、無人化、信息化武器裝備的發展，耗能裝置的增多對供能裝置電池的能量密度提出更加苛刻的要求[2]。因此，開發高可靠，高比能，高安全和高環境適應性的軍用電池成為現代戰爭中不可缺少的一部分，成為各國研究的重點，如美國國防部將電池技術作為國防關鍵技術和典型的軍民兩用技術進行研究與開發。

現有的武器裝備，使用的二次電池多為鉛酸和磷酸鐵鋰電池，然而鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池的能量密度較低均在200 Wh/kg以下，盡管具備安全性，可靠性等優點，但已難以滿足未來武器裝備對高比能的苛刻需求[3]。因此，亟需開發更加安全、可靠的高比能二次電池技術。然而二次電池的能量密度主要由其正、負極材料的電壓和容量所決定，正、負極材料的性能匯總參照表1[4]。

表1 常見的鋰二次電池正、負極材料匯總

提升電池能量密度的關鍵是開發高電壓、高比容的正極材料和低電壓、高比容的負極材料。當前軍用電池的主流正、負極材料仍是磷酸鐵鋰，鈷酸鋰和石墨，其能量密度僅200 Wh/kg左右，已難以滿足未來戰爭的需求。如表1所示，三元材料和富鋰材料具有最高的電壓和容量搭配金屬鋰負極能展現出最高的能量密度。因此，各國爭先提出發展……