中心議題：

• 高能量鋰電池介紹
• 高能量鋰電池的用途與缺點

解決方案：

• 貯備電池和熱電池
• 旋轉激活電池
• 高能量鋰金屬氧化物電池

認識到電池技術的局限將最終導致新產品開發的瓶頸，美國國防部最近確認了對新一代高能量、長壽命電池的迫切需求。通過對理想電源管理解決方案的研究，Tadiran公司的科學家開發出了TLM係xi列lie電dian池chi，這zhe是shi一yi係xi列lie高gao能neng量liang的de鋰li金jin屬shu氧yang化hua物wu電dian池chi
，目mu前qian使shi用yong在zai各ge種zhong各ge樣yang的de軍jun事shi和he航hang空kong航hang天tian應ying用yong之zhi中zhong。這zhe種zhong新xin一yi代dai的de高gao能neng量liang鋰li電dian池chi因yin其qi性xing能neng屬shu性xing而er引yin起qi了le軍jun事shi/航空航天設計工程師們的極大興趣
，比如超長的貯存期
、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。

下麵將簡要描述在軍事/航空航天應用中常用的電池化學機製。

貯備電池和熱電池

貯備電池包含了範圍很廣的化學物質，包括鉛酸
、銀-鋅和鋰亞硫酰氯。在所有貯備電池中，電解質與其他有效成分分開存儲並保持著其惰性
，直到有煙火裝置被用於啟動化學反應。

熱re電dian池chi是shi最zui受shou歡huan迎ying的de貯zhu備bei電dian池chi類lei型xing，它ta使shi用yong金jin屬shu鹽yan電dian解jie質zhi
，而er後hou者zhe在zai固gu態tai和he環huan境jing溫wen度du下xia呈cheng惰duo性xing，且qie不bu導dao電dian。這zhe種zhong電dian池chi由you爆bao竹zhu激ji活huo，後hou者zhe會hui帶dai來lai煙yan火huo充chong電dian，導dao致zhi電dian解jie質zhi在zai400～700℃dewendufanweineijixuronghua
，congershidianchidadaozuijiadedaodianxing。yidanjihuo，redianchijiuhuizaixiangduijiaoduandeshijianneishifangchugaosulvdedianneng，tigongcongjiwadaojiqianwadelianxudianliu，dianliudedaxiaoqujueyudianchidedaxiaohehuaxuejizhi。


圖1鋰金屬氧化物電池的內部視圖

熱電池提供了某些優勢，包括耐久性

、安全性、可靠性和較長的貯存期。不過
，這種類型的電池也具有固有的局限性，因為貯備/熱電池不能在電池未完全耗盡的情況下進行測試
，而且電池的激活要推遲到化學反應開始的時刻。

另(ling)一(yi)項(xiang)主(zhu)要(yao)缺(que)點(dian)是(shi)，熱(re)電(dian)池(chi)一(yi)定(ding)是(shi)體(ti)積(ji)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)，需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)保(bao)溫(wen)層(ceng)來(lai)保(bao)持(chi)熱(re)量(liang)以(yi)便(bian)激(ji)活(huo)的(de)電(dian)解(jie)質(zhi)能(neng)夠(gou)保(bao)持(chi)融(rong)解(jie)，並(bing)保(bao)護(hu)周(zhou)圍(wei)零(ling)件(jian)不(bu)受(shou)熱(re)損(sun)傷(shang)。熱(re)電(dian)池(chi)是(shi)專(zhuan)門(men)為(wei)一(yi)次(ci)性(xing)應(ying)用(yong)而(er)設(she)計(ji)的(de)。

銀鋅電池

銀鋅電池的設計更複雜，製造成本更高，需要燃氣發生器、管狀電解質貯存器、歧管
、電池塊
、排氣口和加熱係統。因此
，銀鋅電池需要更長的生產交付周期，而且因為它的能量密度低（260Wh/L），所以會帶來性能限製。

旋轉激活電池

xuanzhuanjihuodianchitongchangyongyuyinxinhemouxiechuanboyingyong
，tajiangdianjiezhicunchuzaixiaopinghuonangzhuangwuzhong，dangzidongtuijinwuqiqidonghou
，xiaopinghuonangzhuangwubeigekai，xuanzhuanwaikedelixinlihuijiangdianjiezhifensandaozhenggedianchizuzhong。xuanzhuanjihuodianchishizhuanmenweiyicixingyingyongershejide。

shiyongliyaliuxianlvhuaxuewuzhishengchandexuanzhuanjihuodianchixianzaibeiyongyugeizileihetongxinganraojigongdian
，houzhecaiyongpeibeiyoujiangluosandepaodanlaituijinyiquebaoruanzhelu。

旋轉激活電池也被部署在多功能火炮引信（Multi-OptionFusesforArtillery
，MOFA）應用中，包括105和155mm的爆炸式火炮射彈。為尋求一種標準化的解決方案，美國國防部最近決定使用鋰氧化物/鹵化物電池代替鉛酸或熱電池
，為最新一代的MOFA供電。如果這些MOFA裝置采用大功率鋰金屬氧化物電池供電，而不是鋰氧化物/鹵化物化學機製，就可以實現顯著的性能優勢
，包括容量增大7倍（200mAh和30mAh），電流增大超過10倍（達到3.5A
，之前為325mA）
，電壓將更穩定，而激活速度將更快（可以瞬時激活，而之前為100ms的延遲量）。


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）電池幾乎僅用於軍事/航hang空kong航hang天tian應ying用yong
，主zhu要yao涉she及ji到dao移yi動dong通tong信xin設she備bei和he背bei負fu式shi電dian台tai。這zhe些xie電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming有you限xian，而er能neng量liang密mi度du則ze不bu到dao鋰li亞ya硫liu酰xian氯lv電dian池chi的de一yi半ban。在zai那na些xie需xu要yao連lian續xu數shu小xiao時shi的de高gao速su率lv電dian能neng的de應ying用yong中zhong

，LiSO2電池將提供最佳的性能。

可充電軍事電池

由於移動的需要，軍事應用主要依賴於一次電池，但可充電電池也ye被bei部bu署shu在zai各ge式shi各ge樣yang的de戰zhan場chang應ying用yong之zhi中zhong，比bi如ru背bei負fu式shi電dian台tai和he探tan測ce器qi。使shi用yong可ke充chong電dian電dian池chi的de缺que點dian包bao括kuo需xu要yao獲huo取qu電dian能neng，並bing且qie需xu要yao合he適shi的de充chong電dian時shi間jian。

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
、容量較低且重量過於沉重
，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，引入了適用於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衝和高速率電能，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於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的連續脈衝和最高15A的de大da電dian流liu脈mai衝chong。這zhe些xie電dian池chi采cai用yong基ji於yu碳tan的de陽yang極ji結jie構gou
，多duo金jin屬shu氧yang化hua物wu陰yin極ji，有you機ji電dian解jie質zhi和he關guan閉bi隔ge離li板ban，以yi提ti高gao安an全quan性xing。這zhe些xie電dian池chi還hai具ju有you極ji低di的de自zi放fang電dian，很hen寬kuan的de工gong作zuo溫wen度du範fan圍wei（40～85℃），其震動、衝擊、溫度衝擊
、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UN1642和IEC60086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
，後者需要爆竹，燃氣發生器和外部加熱元件。

與熱/zhubeidianchihexuanzhuanjihuodianchibutong，gaonenglianglijinshuyanghuawudianchizhichishunjianjihuo，buxuyaobaozhuhuoranqifashengqi。zhexiedianchiyekeyijinxingdingqiceshi
，yiquebaoxitongzhunbeijiuxu

，congerjianshaoledaodanzhidaoxitongzhong“啞彈”的數量。這些電池的電量可以間歇性地獲取，所以它們不限於一次性應用。