日前，瑞典皇家科學院將諾貝爾化學獎授予對鋰離子電池發(fā)展作出突出貢獻的３位科學家。其中，惠廷厄姆采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成世界上第一塊鋰離子電池。古迪納夫經(jīng)過反復實驗與驗證，發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰比硫化鈦更適合儲存鋰離子，進而顯著提高電池的電壓平臺。吉野彰在此基礎上，采用鋰離子代替純鋰，提升了電池的使用安全性，從而使鋰離子電池具備實際應用條件。

之所以被稱為鋰離子電池，是因為無論在電池正負極還是在電解質(zhì)中，鋰都是以離子形式存在。與其他儲能電池相比，其突出優(yōu)點在于單位體積的儲存能量高，沒有記憶效應，充電前不必顧及電池的用電深度，同時，能量轉(zhuǎn)換率高、自放電率低、使用壽命長等。隨著日本索尼公司生產(chǎn)的鋰離子電池于1991年投入市場，鋰離子電池迅速實現(xiàn)大范圍應用，是目前便攜式電子設備、新能源汽車、智能電網(wǎng)等的主流儲能形式。

由于特有的技術優(yōu)勢，鋰離子電池目前廣泛應用于特種領域，成為特種特種中不可或缺的能量來源。

特種基地儲能。高原、邊防、海島特種距后方基地遠，能源補給線長，開發(fā)利用風能、太陽能等可再生能源成為必然趨勢。采用鋰離子電池儲能，不僅可解決可再生能源發(fā)電間歇性和穩(wěn)定性差等問題，還具備削峰填谷等功能，是解決偏遠特種基地能源保障的關鍵技術。但目前鋰離子電池在大規(guī)模儲能應用方面存在安全性較差的問題，遭到火力打擊時，容易冒煙、起火，甚至引起爆炸。

野戰(zhàn)供電。采用鋰離子電池的方艙式儲能系統(tǒng)沒有柴油發(fā)電機噪聲大、紅外特征明顯等問題，顯著增強了電能保障的隱蔽性和生存能力。但針對野戰(zhàn)供電環(huán)境，鋰離子電池存在低溫性能差等問題，如在-40℃條件下，電池的充放電容量不足室溫條件下的一半。

高能武器電源。電磁炮、激光、高功率微波等新型高能武器裝備運用越來越廣泛，定向能武器輸出功率越來越大。鋰離子電池以優(yōu)異的倍率充放電能力可用于高能武器的電源。不過，隨著高能武器小型化的發(fā)展趨勢，現(xiàn)有鋰離子電池的體積功率密度仍需進一步提高，以滿足車載和機載武器小型化、輕量化要求。

無人裝備動力源。目前主流的小型和微型無人裝備均采用鋰離子電池作為其主要電源。但以鋰離子電池為動力源的無人機，續(xù)航時間通常在半小時左右，是制約特種無人裝備實戰(zhàn)化應用的最大問題。

特種電源。隨著特種裝備信息化、可視化以及智能化趨勢加快，對電能的需求急速增加。鋰離子電池是目前各國特種裝備的主力電源。不過，隨著特種和班組特種信息化程度不斷提高，士兵在執(zhí)行任務過程中，不得不攜帶更多電池。目前高能量密度的電源是制約未來士兵連續(xù)特種的瓶頸技術。

因此，未來鋰離子電池的研究將集中在以下幾個方向。

一是高能量密度。隨著能量密度不斷提高，相同體積或重量條件下電池所蘊含的能量更大，可全面提升無人機、水下潛航器、特種裝備等的續(xù)航時間與續(xù)航里程。二是高安全性。通過采用固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)可燃有機電解液，鋰離子電池具有更高安全性，在遭受炮火打擊后不會引起二次爆炸，滿足大型特種基地、儲能方艙等對大容量、高安全儲能的需求。三是高環(huán)境適應性。提升低溫條件下鋰離子在電極材料中的擴散能力以及電解液的電導率，使電池能夠在嚴寒條件下正常充放電，從而有效增強野戰(zhàn)電站和武器裝備等的全域特種能力。四是高功率密度。通過開展相關研究，使鋰離子電池的快速充放電性能不斷提高，從而滿足新型武器能量瞬時釋放的脈沖功率需求。

能源是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的物質(zhì)基礎和動力源泉，從大型特種基地到特種班組，從空天飛行器到水下裝備，鋰離子電池發(fā)揮著非常重要的作用。隨著關鍵技術的不斷突破，鋰離子電池在特種領域?qū)⒂懈鼜V泛的應用前景。

本文作者：魯長波 王旭東 徐萬里