日本媒体报道，2020年3月5日在三菱重工的神户造船厂，日本最新一艘“苍龙”级“凰龙”号常规潜艇服役，正式加入日本海上自卫队的战斗序列。据称，此次服役的“凰龙”号常规潜艇很不一般，因为它是世界上第一艘采用锂离子电池的潜艇。而且，普遍的观点认为，日本成功地将锂离子电池应用于常规潜艇，即在常规潜艇上用“锂离子电池+柴油机”系统，取代了“斯特林发动机+铅酸电池+柴油机”系统——这里的“斯特林发动机+铅酸电池”组合即为所谓的“不依赖空气推进”（AIP）系统，当算是世界常规潜艇历史上一次突破性的进展，将使日本“苍龙”级常规潜艇如虎添翼，进一步提升航程、水下航速、续航能力、机动性、隐蔽性和生存性等技战性能，进而增强战斗力。
已有的信息表明，早在十几年前，日本就开始了潜艇用锂离子电池的研究和开发。在技术的推动下，日本潜艇用锂离子电池的研制突飞猛进，并取得了成功。随后，日本很快就宣步将把锂离子电池用于后续生产的“苍龙”级常规潜艇上。2017年3月，日本正式量产潜艇用锂离子电池——主要以日本杰士汤浅技术公司（GS Yuasa Corporation）研发的锂离子聚合物电池为代表，当时就引起了世界的普遍关注。现如今，日本终于开创了一个新的历史纪元，它配置有锂离子电池的“苍龙”级常规潜艇的第11号艇“凰龙”号，在继2018年10月4日顺利下水的一年半后，终于正式服役了，这让世界刮目相看。从此后，日本或将全面开启常规潜艇使用锂离子电池的进程，预示着潜艇用电池已经实现了革命性的突破，很可能成为常规潜艇的另一新型动力模式。
潜艇用电池的用途 众所周知，潜艇像其他一些作战平台或武器装备一样，也离不开电池。具体说来，电池是常规（动力）潜艇水下航行的动力电源、辅助电源和照明电源，也是核（动力）潜艇的备用电源和应急电源。所以，潜艇用电池性能的优劣，就直接决定了潜艇的性能和作战能力，特别是对常规潜艇而言，因为在水下，电池要为常规潜艇的驱动电机提供电力，来操控常规潜艇的进退，并保证其上武器装备的运行。如果电池性能不佳，提供的电力就不足，常规潜艇就跑不远也跑不快，机动性要受到很大限制，而且它浮出水面或通气管状态下充电所花费的时间就长，暴露的可能性就大，生存能力也就减弱。 正是如此，潜艇用电池被看作是常规潜艇的定海神针，其研制和应用始终都受到俄罗斯、德国、法国、瑞典、西班牙、日本、韩国和中国等世界潜艇制造强国的高度重视。 那么，对潜艇用电池最基本的性能要求是什么？目前潜艇所用的是什么电池呢？ 日本海自接收第11艘苍龙级潜艇凰龙号服役的场景 铅酸蓄电池的特点 总体看，对潜艇用电池最基本的性能要求就是成本、容量、寿命、充电时间和安全性，而铅酸蓄电池恰好是少有的几种比较接近这些主要性能要求的电池，所以从第一次世界大战开始到迄今，除了上世纪50年代，美国曾选择性地使用过价格太过昂贵的银锌电池外，一百多年以来潜艇用电池大都是传统的铅酸蓄电池。 铅酸电池结构简单、技术成熟，且经济性优、可靠性高、安全性好、使用寿命长、易于维护和翻新，不过它的能量密度小、容量低。这就是说，对铅酸电池而言，要使它获得需要的容量，经常需要将数百个单体电池串联后成组使用，这就造成电池体积大、重量重、占用空间大、氢气析出多且散发难等问题，必须要配置酸液循环及氢气检测、吸收、通风等较为复杂的辅助系统，才能保证铅酸电池稳定和安全地工作。由于对铅酸电池存在的这些问题，改进和提高的空间已十分有限，所以随着技术的进步和材料的发展，近年来人们一直在探索其他种类的潜艇用电池，此次日本“凰龙”号潜艇所使用的锂离子电池，就是其中的重要代表之一。 日本前十艘苍龙级潜艇内部结构示意图 锂离子电池的特点 锂离子电池在民用市场的应用已十分广泛，比如手机、照相机、笔记本等电子产品以及电动车等，很多都要用它提供电能，因此受到应用的牵引，其技术发展很快，成熟度不断提高。而锂离子电池与铅酸电池相比，在目前技术条件下其最重要的特点主要有三个。一是体积小、重量轻、能量密度大、容量高；锂离子电池的体积重量要小得多，它同体积产生的电能至少是铅酸电池的3至4倍，这有利于减轻潜艇的重量，节省潜艇的空间，提升潜艇的航程、续航能力和机动性等。二是充电速度快、效率高；锂离子电池所需的充电过程很短，能大大缩短潜艇上浮充电所花费的时间，减少潜艇暴露的几率，进而增强潜艇的隐蔽性和生存能力。三是没有记忆效应、寿命长；锂离子电池几乎无记忆能力，使用（放电）时限制少，有效容量下降小，不需要为延长寿命而遵循过多较为特别的充放电方法，从而简化了潜艇的维护，使潜艇能根据任务需要和战场环境随时充放电，有效提高了潜艇的作战灵活性。 当然，受限于目前的技术和工艺，锂离子电池也存在一些不容易克服的问题。首先是安全性；锂离子电池的一致性不很好，在使用或充放电时还要散发出较多热量，潜艇又是一个完全封闭和环境恶劣的狭小空间，其组合在一起重达十几或几十吨重的锂离子电池中，个别电池可能存在过充电、过放电或损伤现象，这将带来热失控和复杂的散热问题，解决不好就要增加潜艇的红外辐射，恶化潜艇的可探测性，并影响潜艇的工作可靠性和稳定性，甚至会出现电池自然而引发火灾或爆炸等安全事故。其次是成本费用；一般情况下，锂离子电池的成本要比传统的铅酸电池高几倍，一艘潜艇上所需要的锂离子电池数量有很多，再加上复杂度很高的电池监控保护、均流均压管理和通风散热（包括风冷和热冷）等系统，无疑更是推升了潜艇的费用。第三是低温时存储电能损失过快；锂离子电池在低温环境下，长久保有其上存储的电能较为困难，如果潜艇上没有采用相应的先进保温技术，将严重降低潜艇的性能发挥，甚至不能保障潜艇的正常运行。 日本苍龙级潜艇电池布局示意图 潜艇用电池的未来 鉴于锂离子电池当前存在的安全性等一些关键问题，它在潜艇上的使用应该还只是初步的，有待于实战的检验，并且还不能说它是最理想的潜艇用电池。所以在未来，一方面必须进一步改进锂离子电池的制作工艺，降低其成本，提高或克服其安全性、可靠性和稳定性以及应用中的其他问题，逐步加大它在潜艇上的推广或普及程度；另一方面还需要关注、研究和开发其它种类的潜艇用电池，比如潜在优势很多、已获得很大进展的燃料电池等。 日本海自第11艘仓龙级凰龙号潜艇正准备下水
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能量密度：125-160Wh/kg
充放电能力：5-10C（20-80%DOD）
温度范围：-40℃—65℃
自耗电：≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次，
80%容量保持率；
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强，
符合国军标要求。
