曹高萍，總裝防化研究院某所研究員，博士生導師，中國化學會電化學委員會委員，中國電池工業(yè)協會專家，獲國家專利20余項。

激光武器使用先進化學電源

太陽能無人機繞地球飛行

新型電池為潛艇續(xù)航助力

超級電源電磁炮發(fā)射瞬間

視點提示

當今世界，化學電源無處不在，是信息化社會不可或缺的驅動力：從高效環(huán)保的零排放純電動汽車，到僅僅依靠陽光便能環(huán)繞地球飛行一周的無人機;從發(fā)射機理產生了劃時代飛躍的電磁軌道炮，到潛航性能優(yōu)異的新型常規(guī)潛艇……在軍民融合的廣闊領域，化學電源的地位和作用舉足輕重。

早在十年前，美國就在全球展開了電池關鍵原材料鋰鹽礦的戰(zhàn)略布局與開發(fā)，將其看作和石油一樣重要的戰(zhàn)略資源。如今，大力發(fā)展綠色電源，也是我國生態(tài)文明建設的重要內容和戰(zhàn)略選擇，事關可持續(xù)發(fā)展和建設美麗中國的宏偉目標，對建設信息化軍隊、打贏信息化戰(zhàn)爭的意義也不容小視。

價值評估

地位作用堪比石油

化學電源，是一種能夠將蘊藏在物質中的化學能直接變成電能釋放出來的能源轉換設備。

隨著人類社會闊步進入21世紀，電池家族一改默默無聞只充當備用品的舊貌，從手機到照相機，從汽車到宇宙飛船，其應用與人們的生活休戚相關。

我們手機的傳輸基站每隔幾公里便有一座，如果沒有電池，這些通訊基站將無法正常運行，手機也就無法使用。

試想，如果每個人的手機都連上電線才能使用，那就沒有了“無線電話”;便攜式筆記本電腦也就變成了固定的“臺式機”，生活水準便要倒退約30年。

同理，如果沒有電池，也就沒有常規(guī)潛艇出現;同步衛(wèi)星和宇宙飛船也就無法在地球的陰影區(qū)正常工作。不用贅述，我們已經知曉了電池的非凡作用：它在源源不斷為現代化輸送著能量。

據悉，在近期的美國戰(zhàn)略咨詢報告中，已將未來的電池看作與石油同等重要的戰(zhàn)略資源，開始對全球電池原材料產地、礦區(qū)等展開大規(guī)模“圈地運動”。

遠景前瞻

讓生活更絢麗多彩

當今時代，石油危機和環(huán)境污染的加劇，大大推動了電動車的飛速發(fā)展，這其中電池技術的基礎作用舉足輕重。

進入新世紀以來，納米技術、生物技術和新材料技術等不斷取得突破，同時也加速推動了電池領域的騰飛。

納米技術使得電池能夠嵌入微芯片。如果有一只蒼蠅在繞著你飛行，請當心，沒準這正是某種納米微型飛行器，是高性能電池賦予了它空中懸停與飛行的神奇動力。

生物技術使得電池更加綠色環(huán)保，使之源于自然而歸于自然。太陽能電池就好比樹葉，它們采集陽光，然后將其轉化為能量。如今，太陽能電池已可以實現由植物制造。

電池無害化回收與處理始終是個大難題?，F在好了，原生態(tài)新型高效太陽能電池面世，用后可以快速使之回歸自然。

本世紀初，國外科學家還制造出新型“鉛炭電池”，具有物理儲能和化學儲能雙重功效，其充電速度與循環(huán)壽命成倍提高。此外，近年來燃料電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等新技術相繼出現，使得電池性能更加卓越。相信不久，時速超過400公里的電動跑車、一次性充電可長期使用的手機等新產品將會相繼問世。

服務戰(zhàn)爭

為軍隊提供驅動力

那么，電池與現代戰(zhàn)爭有何關聯?影響有多大?

我們先看一個戰(zhàn)例，海灣戰(zhàn)爭的第一個星期里，美軍依靠其信息化裝備優(yōu)勢，在幼發(fā)拉底河流域戰(zhàn)場所向披靡。然而一周后，勢如破竹的攻勢竟戛然而止。原來，這并非由于遭遇伊拉克軍隊的頑強抵抗，而是因為美軍沒有充分估量到高技術戰(zhàn)爭對電池消耗如此巨大，從而導致電池供應鏈斷裂，大批信息化裝備“餓肚子”。

現代戰(zhàn)爭是基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)，是信息化軍隊使用信息化武器裝備，在陸、海、空、天、電(磁)多維空間進行的戰(zhàn)爭。電池在高技術戰(zhàn)爭中，不僅廣泛應用于各個軍事領域，且需求量空前增長，大到艦艇、戰(zhàn)機、衛(wèi)星、空間站，小到定位接收機與微型偵察裝置等，與各種裝備渾然一體須臾不離。在靜音全電裝甲車和微型飛行器中，電池是無可替代的動力源;在空間飛行器(衛(wèi)星、飛船等)中，由太陽能電池方陣、蓄電池及電子調節(jié)器構成供電系統(tǒng)，一旦空間電源發(fā)生故障，整個飛行器就會頓時失去作用;在制導武器、核武器、水雷、地雷、炮彈、新型手榴彈中，電池作為控制、引信電源，其性能好壞直接關系到彈、雷的命中率、殺傷威力和殺傷范圍等;在野戰(zhàn)通信裝備中，電池作為主供電源成為通信系統(tǒng)的生命線，一旦電池失效，部隊指揮將會立刻陷于被動境地。

高比能量鋰硫電池與太陽能電池配合，可使長航無人機不依賴燃料，僅僅依靠陽光便能環(huán)繞地球飛行，戰(zhàn)時可無聲無息到達任何區(qū)域完成戰(zhàn)術任務。

高比功率電容器，使得電磁軌道炮發(fā)出的彈丸動能比火藥推動提高100倍，可對遠距目標直接攻擊。

高比能量鋰空氣電池，能讓一個全身披掛最新電子設備的偵察兵只帶一塊電池連續(xù)作戰(zhàn)24小時，從而擺脫海灣戰(zhàn)爭時期一塊電池只能用兩小時的尷尬局面。

可見，高性能電池不僅與現代戰(zhàn)爭緊密相關，而且持續(xù)影響著武器裝備性能的發(fā)揮乃至作戰(zhàn)全局。

難怪外軍專家對電池應用如此高度評價：“在現在與未來的戰(zhàn)爭中，電池就是信息化裝備的心臟，它像提供血液一樣為戰(zhàn)場提供著涓涓不息的能量!”

科學探秘

電池家族返老還童

化學電源，俗稱電池。

你一定不知道，人類在兩千多年前便有了電池雛形?？脊艑W家在古巴比倫一個洞窟中發(fā)現了當今電池的原型構造：一個銅管中插著一條鐵片。

1859年的一天，法國科學家普朗特在實驗室中將兩塊不同成分的鉛板插入硫酸溶液，結果出現了奇跡：鉛板向外部輸送出涓涓電流;此放電過程又能顛倒過來進行——讓鉛板儲存電流。鑒于普朗特的巨大貢獻，電池界最高獎項被定名為“普朗特獎”。

19世紀末，在德國人卡爾˙本茨發(fā)明世界上第一臺汽油發(fā)動機汽車的同時，電動汽車也被發(fā)明出來。20世紀初，就未來汽車究竟用汽油發(fā)動機還是電池電力推動，曾歷經一番激烈論戰(zhàn)。最終，雖然汽油發(fā)動機汽車成為主流得到迅猛發(fā)展，但電池電力也從未甘寂寞，迄今地球上奔跑的數億輛汽車中，每臺發(fā)動機都與電池電力形影相伴。

進入20世紀末，電動汽車與電子消費革命催生了電池技術性能的巨大飛躍。一方面是不消耗化石資源和零排放，另一方面是強功能和高能效，兩大領域均展示出廣闊前景，為電池科技迅猛發(fā)展迎來了嶄新的春天。

如今，電池應用幾乎覆蓋了所有信息化和電氣化裝備領域。尤其近十余年來，電池儲能能力以每年10%漲幅持續(xù)高速增長，因而被譽為本領域的“摩爾定律”。