苹果8电池大量爆裂！中国下代潜艇用锂电池还能保证安全吗？
来源：宝鄂实业
2019-03-07 12:59
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Iphone 8系列发售不久，就在台湾和日本陆续出现了电池引发手机爆裂的问题。很多人觉得，锂电池正在越来越不安全。
但现在，全世界——也包括中国的常规潜艇，都已经将锂电池作为性能提升的关键技术；目前日本等一些国家已经开始有常规潜艇将锂电池用作自身的主动力了，而在未来，中国下一代常规潜艇使用锂电池的几率也非常高。
在潜艇上，使用电机驱动螺旋桨和喷水泵转子，是现在能做到的最安静的动力形式。只有它能最大程度上的消除活塞连杆（柴油机）的高速往返运动、涡轮叶片（蒸汽轮机）的高速旋转运动、变速箱齿轮部件形成的各种机械噪声源头。
长期以来，潜艇使用的都是沉重的铅酸电池——和现在汽车中能见到的电池一样。和汽车不同的是，要推动潜艇那么大的舰船，铅酸电池动力组必须设计的非常大，这带来了一系列的问题：比如酸液沉积和局部热量无法良好的自然散发
因此潜艇的铅酸电池组，需要非常复杂的一套酸液循环系统，保证电解液的密度上下一致，不会存在局部温度超过危险标准的情况；而且废氢气释放的问题也变得很严重——特别是在潜艇这样绝对封闭的环境中，一旦起火爆炸潜艇就完了。
同时从性能上讲，铅酸电池本身非常沉重，而且储存的电量少，工作能力非常坑爹——越是需要大功率放电的时候，它能放出来的电就越少，高低能差出一倍多；而且还存在严重的记忆效应问题，充电需要分成繁琐的三个阶段，特别是后续的二、三阶段耗时非常漫长。
电池性能一直是卡住人类整个能源结构的核心问题之一，如果电池性能足够高——比如能量密度接近燃油，那么现在所有的燃机车辆都会被电动车在市场上被赶尽杀绝。
在铅酸电池以后，人类历史上开发了大量的高能量电池设计，要么如银锌电池一类价格高昂，然而要么安全性非常差，容易起火爆炸，要么使用条件本身就极为苛刻，或者两者兼而有之——比如熔盐电池，内部用融化的盐类作为电解液——这种电池工作时，内部需要保持几百度的高温。
现在的锂电池，得到了整整数十年，以全球民用市场的使用经验和商业资金为基础进行改进，已经是现在能找到的最成熟、最安全的高能电池。特别是上述铅酸电池的一系列问题，锂电池上都被避免了。
波音787电池起火就是过度压缩体积的结果
实际上现在的锂电池技术安全性一直都在越来越好，三星、苹果8系列手机、包括波音787客机的锂电池事故；最重要的原因，还是对于电池设计提出的要求过于苛刻所引发，特别是要在最小的体积内提供最大的容量，外部又没有提供足够的空间和辅助设计，以防止电池挤压变形、避免局部热量蓄积等等。
在合理的设计下，现在的常规潜艇完全可以在保证安全的前提下应用锂电池作为主要的动力电池组。相较于铅酸时代，现在的先进锂电池对于潜艇的维护和安全设计并没有提出更高的要求，相反，由于免去了氢气监测和应急处理系统，很多设计变得更简单廉价可靠了。
目前的理论计算分析显示，锂电池对常规潜艇带来的性能改善将非常显著，潜艇高速航行（高功率放电）时的容量能达到现有性能的两倍以上；低速经济航行的能量能达到现在的1.3倍以上；暴露几率比现在下降2.5倍以上。
