幾十年來，能夠為長壽命的一次性軍事應用提供高速率功率的電池幾乎沒有變化?，F(xiàn)在，新一代大功率鋰電池已經上市，提供獨特的性能，功能，包括更高的容量和能量密度，可靠性，瞬時激活和COTS優(yōu)勢。

在嵌入式計算機和半導體制造進步的推動下，長壽命一次性軍用/航空航天系統(tǒng)正在迅速發(fā)展，新一代產品提供改進的功能、小型化和增強的產品可靠性，以及更高的性能期望。這適用于各種一次性軍事產品，包括迫擊炮制導系統(tǒng)，火箭，導彈，魚雷，地雷，聲納浮標，無人值守的地面?zhèn)鞲衅?，無人機和分散彈藥傳感器等。

其中備用電池和熱電池、銀鋅電池、自旋激活電池、大功率鋰電池，這幾種電池化學成分中的前三種通常用于為長期一次性軍事應用供電。

1、備用電池和熱電池

儲備電池傳統(tǒng)上被認為是一次性軍事應用的首選電池，包括許多不同的化學物質，包括鋰亞硫酰氯，銀鋅，鉛酸和熱。

使用備用電池，電解質與其他活性成分分開儲存，通常使用煙火裝置來引發(fā)化學反應。活性成分保持分離，因此保持惰性，從而有可能具有20年以上的極長保質期。然而，存在重大的權衡，因為備用電池不能在不耗盡的情況下進行測試，并且電池激活會延遲到發(fā)生化學反應。

一種流行的備用電池類型是熱電池，它含有一種金屬鹽電解質，該電解質在固態(tài)和環(huán)境溫度下是惰性的和非導電的。然而，當金屬鹽電解質熔化時，它會迅速轉化為優(yōu)異的離子導體，在相對較短的時間間隔內產生高速率功率（從幾瓦到幾千瓦，具體取決于電池尺寸和化學性質）。電解質通常由啞炮送出的煙火電荷激活。

長期以來，設計工程師一直首選熱電池，因為它們具有堅固性、安全性、可靠性和極長的保質期。然而，由于使用啞炮以及需要將電解質保持在400?∞C至700?C以達到最佳導電性∞，熱電池本質上是笨重的，因為它們必須包含絕緣層，這些絕緣層具有雙重目的，既可以保持熱量，又可以保護附近的組件免受與熱量相關的損壞。

2、銀鋅電池

一次性軍事設備也可以由銀鋅電池供電，銀鋅電池的制造相對復雜，因為它們需要氣體發(fā)生器，管狀電解質儲液器，歧管，電池塊，通風口和加熱系統(tǒng)。因此，銀鋅電池往往相對昂貴，并且需要較長的生產交貨時間。由于能量密度相對較低，僅為260 Wh / L，這些電池也存在性能限制。

3、自旋激活電池

軍用引信和某些海洋應用通常由自旋激活電池供電，這些電池將電解質儲存在安瓿或膀胱內。當射出彈丸時，囊被切開，電解質通過旋轉殼產生的離心力分布在整個電池堆中。自旋激活電池也使用鋰亞砜酰氯化學制造，為地雷或通信干擾器供電。這些裝置由裝有降落傘的炮彈推進，以確保軟著陸。

旋轉激活電池的常見應用是火炮多選項引信（MOFA），見于105毫米和155毫米爆破火炮彈。為了尋求更標準化的電源管理解決方案，選擇瓧鹵化鋰而不是鉛酸和熱電池。相比之下，與等效的惡鹵化鋰電池相比，高功率鋰電池可以提供超過六倍的容量（200 mAh對30 mAh），超過十倍的電流（3.5 A對325 mA），更穩(wěn)定的電壓和更快的激活（瞬時與100 ms延遲）。

4、大功率鋰電池

已經開發(fā)出一種大功率鋰電池，它使用廣泛接受的COTS技術來提供高電流脈沖和高速率能量，存儲壽命長達20年，室溫下的年自放電率不到1%。這些電池單元提供三種標準圓柱形配置（AA 尺寸、CR-2 尺寸和 20 mm 長度）。這些電池可以很容易地配置成定制的電池組，由于使用了COTS組件，因此可以更快地設計和制造周期，并降低成本。

大功率鋰電池的屬性包括寬溫度范圍（-40?∫C至+85?∫C）和即時激活，無需點火或氣體發(fā)生器。對電池進行定期測試的能力有助于確保系統(tǒng)準備就緒，并減少導彈制導系統(tǒng)中“啞彈”的數量。當激活時，大功率鋰電池不會產生高內部溫度，從而消除了隔熱需求。這反過來又減輕了重量，并實現(xiàn)了更小的外形尺寸。通過消除對點火器、氣體發(fā)生器和外部加熱元件的需求，還可以實現(xiàn)尺寸、重量和成本的降低。

新一代低成本 COTS 大功率鋰電池為長壽命一次性軍事應用提供了靈活性。這包括在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件下延長保質期、提高性能和增強 COTS 產品可靠性的潛力。建議設計工程師在改造現(xiàn)有軍事設備或開發(fā)下一代軍用產品時，根據現(xiàn)有電池技術仔細評估這項新技術。