铅酸电池会被被新式电池取代吗

连日来，很多人的朋友圈都被日本最新的锂离子聚合物电池特种刷屏。近日，日本第11艘苍龙级“凰龙”号常规动力特种下水，这也是世界上第一艘使用锂离子电池作为动力的特种。

早在2014年日本海上自卫队就宣布，2015年开工的苍龙级特种将革命性地采用锂离子电池。当时有国外媒体报道，日本苍龙级特种在换装锂离子电池的同时还将取消原有的AIP系统，即只保留锂电池组+柴油机的动力组合。对于这种革命性的设想，当时的观点却不甚统一，很多人对这种颇为激进的设计心存疑虑。“凰龙”号的下水使这种激进的设计变为现实。

瞭望智库特约研究员易芳指出：“锂电特种是锂离子聚合物电池成熟情况下，作为改进AIP特种电力推进分系统的一种方式，但绝不是唯一先进的方式。”

蓄电池性能制约催生了AIP特种

特种自问世以来就以其神鬼莫测的隐蔽性、较强的突击性，成为各个国家积极发展的海战利器。然而早期的特种却和人们的设想相去甚远。在人们的设想里，特种应该和科幻小说《海底两万里》中的“鹦鹉螺”号那般，能长时间航行于大洋深处。但技术却限制了人们的想象力，一直到二战期间，各国军队使用的还是19世纪末期科学家们发明的柴电动力特种，即水面航行时使用内燃机，在水下航行时则使用蓄电池和电动机。而这种设计一直到今天仍然有广泛的市场。

由于电池技术的限制，柴电特种只能在水下航行10—100个小时，就必须充电。柴油机的运行离不开氧气，因此必须浮上水面，或者采用通气管。这样一来，其隐蔽性就大大降低。为此，人们也一直在寻找各种方式，来突破这一制约，以核能作为动力就是选择之一。美国人所设计的世界上第一艘核特种就使用了“鹦鹉螺”号的名字。但是限于各种制约，核特种始终是少数国家的专利。

对于适用范围更广的常规动力特种来说，究竟有没有更好的解决办法呢？

上百年来，由于电池技术进步缓慢，常规动力特种一直主要使用着铅酸电池。铅酸电池性能稳定可靠，使用的原材料易于获得且廉价，本身结构简单易于维护。但随着电池技术的进步，铅酸电池的缺点也开始被放大——其体积和重量太大，而储电比能却又很低，而且充满电很费时间，也就是说比起锂电池等后来者其能量密度比较低。

因此，要增加柴电特种水下航行的持续性和隐蔽性，提高电池的储电能力和效率就变得非常重要。但电池技术的进步显然不能满足特种需求，由此人们研发了不依赖空气的动力推进系统——AIP系统。

易芳介绍：“早期的AIP特种，如‘斯特林’发动机AIP动力核特种，主要采用热力发动机+铅酸蓄电池组的方式作为电力推进分系统，虽然提高了水下安全性能，但降低了水下航速，增加了系统复杂性。因此，后来又有了闭式循环柴油机动力系统、闭式循环蒸汽轮机动力系统和燃料电池动力系统等方式出现。”

铅酸电池必将被新式电池取代

AIP特种从一定程度上降低了特种对蓄电池的要求，但这不意味着特种就不需要更好的电池。毕竟，相较柴电特种，AIP特种的系统更为复杂。

“凰龙”号在维持规格和航速不变的情况下，使用锂离子电池替换掉整个“斯特林”发动机的AIP动力系统和铅酸蓄电池。

“凰龙”号所采用的这种设计使得当前最热门的AIP特种有了新的替代方式，从技术原理上看，又变回了柴电特种。

“铅酸电池存在一系列问题，而且根据其工作原理改进的空间十分有限，而且还需要额外的发动机供电，占用了特种过多的空间，因此一旦出现更成熟电池技术，例如锂离子聚合物电池，就必然会被取代。”易芳说。