高能量鋰電池物超所值
圖2 軍事/航空航天電池必須提供高速率電能、瞬間激活以及在極限環境條件下較高的生存性
鋰二氧化硫
鋰二氧化硫(LiSO2)電池幾乎僅用于軍事/航空航天應用,主要涉及到移動通信設備和背負式電臺。這些電池的使用壽命有限,而能量密度則不到鋰亞硫酰氯電池的一半。在那些需要連續數小時的高速率電能的應用中,LiSO2電池將提供最佳的性能。
可充電軍事電池
由于移動的需要,軍事應用主要依賴于一次電池,但可充電電池也被部署在各式各樣的戰場應用之中,比如背負式電臺和探測器。使用可充電電池的缺點包括需要獲取電能,并且需要合適的充電時間。
近些年,可充電電池技術取得了顯著的進展。最早的密封式鉛酸可充電電池使用壽命相對較短、容量較低且重量過于沉重,而新一代的NiCd、NiMH和鋰離子電池則提供了更大的容量、更輕的重量以及更長的工作壽命。可充電電池技術繼續發展,引入了適用于低溫應用的可充電電池,而LiNiCoAl、LiFePO和LiNiMnCo等化學物質則提供了更高的能量密度和更好的安全性。
高能量鋰金屬氧化物電池
最近,Tadiran推行了TLM軍工級高能量鋰金屬氧化物電池,它使用COTS技術來提供大電流脈沖和高速率電能,而且具有長達20年的保存期限,因為在室溫下它每年的自放電速率小于1%。這些電池目前有3種標準的圓柱形規格(AA尺寸,CR-2尺寸和20mm長度),另外AAA尺寸(10mm)的電池也即將問世。這種高能量電池也可以很容易地配置成電池組,以滿足客戶的特定需求;因為它們使用COTS部件,所以產品設計和生產周期都可以實現快速調整,從而節省大量成本。
鋰金屬氧化物電池能提供多達2Wh的電能,具有4V的額定電壓,135~500mAh的放電容量,能夠處理5A的連續脈沖和最高15A的大電流脈沖。這些電池采用基于碳的陽極結構,多金屬氧化物陰極,有機電解質和關閉隔離板,以提高安全性。這些電池還具有極低的自放電,很寬的工作溫度范圍(40~85℃),其震動、沖擊、溫度沖擊、鹽霧、高度、加速度(50000gn)和旋轉(30000rpm)性能遵從美軍標810G。這些電池的擠壓、碰撞、針刺、加熱、過充電和短路性能也遵從UN 1642和IEC 60086標準,可以作為安全貨物來運輸。
高能量鋰金屬氧化物電池不會像熱電池那樣在內部產生很高的溫度,因此不需要隔熱層,從而顯著縮減了尺寸、重量和成本,特別是與銀鋅電池相比,后者需要爆竹,燃氣發生器和外部加熱元件。
與熱/貯備電池和旋轉激活電池不同,高能量鋰金屬氧化物電池支持瞬間激活,不需要爆竹或燃氣發生器。這些電池也可以進行定期測試,以確保系統準備就緒,從而減少了導彈制導系統中“啞彈”的數量。這些電池的電量可以間歇性地獲取,所以它們不限于一次性應用。
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