潛艇是各國水下獵殺的一個秘密武器，戰爭中，它遁形於大洋深處，殺人於無形。

那潛艇使用什麼樣的電池，首先潛艇肯定不使用乾電池，畢竟乾電池是一次性使用，放電結束不可以再次利用。而潛艇需要長時間的執行任務，顯然乾電池不能作為潛艇的選擇。

那潛艇使用什麼樣的蓄電池，當前各個國家潛艇使用的電池多為鉛酸電池，蓄電池除了鉛酸電池以外，還有鋰電子電池。鋰電子電池和我們手機、平板這些裝置使用的電池性質類似。那為什麼潛艇更多地選擇使用鉛酸電池，而不使用鋰電子電池呢？

我們平常在玩手機的時候，大家有沒有感覺到，手機玩得時間長了，非常燙手。比如小米，我們從它的廣告詞中就可以看出鋰電池的特點，“小米，專為發燒而生”。潛艇可不像我們的手機，可以放在外邊散熱。潛艇是一個密閉狹窄空間，熱量不容易散出去。所以，我們在電視裡經常看到，潛艇兵熱得都光著膀子。這就體現了鋰電池的一個特點，容易發熱。

另外說到成本，鉛酸電池成本要比鋰電池低，一艘潛艇要裝很多的電池，如果裝鋰電池的話，這個成本上就不合算。同時，根據潛艇作戰任務的特點，鉛酸電池是沒有“滿充滿放”的壽命要求，這樣也比較適合作戰需要。

當然我們這樣說，並不代表鋰電池沒有它的優點，它也有本身的優點，比如，體積小，充電快等等。未來，我們希望可以研製一款綜合兩種電池特性的電池。

常規潛艇動力系統一般採用鉛酸電池供電，只有日本最新的蒼龍級潛艇採用鋰電池供電，鋰電池能量密度高，但缺點是存在爆炸的安全隱患，克服缺點後，估計各國常規潛艇採用鋰電儲能的會越來越多。順便說一句，銀鋅電池是不可充電的，一般是為魚雷提供動力的。

圖注：最新一艘“蒼龍”級潛艇SS-507“仁龍”號,其動力系統仍採用鉛酸蓄電池，未來希望更換為鋰離子蓄電池

我們先來搞清楚，潛艇上為什麼要用電池。我們知道，常規潛艇與核動力潛艇不同，後者採用核反應堆提供動力，可以不依賴空氣在水中長時間潛航，而常規潛艇採用柴油機作為動力，必須依賴空氣才能進行化學反應為潛艇提供能量。因此常規潛艇就需要有儲能裝置來將柴油機發出能量轉化為電能，然後在水下潛航狀態透過蓄電池來進行推進；當蓄電池沒有電的時候，潛艇要上浮至通氣管狀態，為蓄電池進行充電。

所以問題中潛艇上使用的電池，指的主要是蓄電池。

目前世界上潛艇常用的蓄電池主要有鉛酸電池、銀鋅電池、鋰鐵/鋁/鈦電池，Voltar 電池（75～85 型）等。

其中銀鋅電池與鋰鐵/鋁/鈦電池具有能量密度高，結構堅固耐用，使用壽命長，充放電效率高，無毒性氣體析出及可靠性高等特點。但二者均因成本昂貴未能得到廣泛使用，只有英美兩國海軍的潛艇或深潛器上使用過。Voltar 75～85 型電池是德國製造的迄今仍在使用的最古老的蓄電池之一，亦稱為平板式蓄電池。85 型電池採用“雙層”設計，主要改進了銅負極，充電電流大，放電電能高，放電期間熱量明顯降低。

所以實際上各國海軍應用最廣泛的蓄電池，還得屬鉛酸蓄電池。法國的“阿戈斯塔”、瑞典的哥特蘭A19、荷蘭的“海象”，日本的“春潮”、“蒼龍”級都使用鉛酸蓄電池。

但隨著蓄電池技術的不斷髮展，有一種新型蓄電池表現出對鉛酸蓄電池取而代之的趨勢，這就是鋰離子電池，我們對它其實並不陌生，在我們日常使用的手機中，就普遍採用了鋰離子電池，它在原理上與潛艇使用的鋰離子電池是基本一致的。相對於傳統鉛酸電池而言，新型鋰離子電池具有如下優勢：比容量高；單電池輸出電壓高，單電池輸電壓高達3.6~3.8V，是鎳鎘電池或鎳氫電池的3倍；自放電率低。自放電率指的是，當電池未與外界連線時，因電池內自發反應，而引起的化學能的損失小於10%/毫升；使用壽命長，該電池的迴圈次數最高達1200 次；安全效能好，鋰離子電池不含金屬鋰，在充、放電過程中，只需鋰離子嵌入與脫出，使電池過熱和內部短路的機率降到最低，從而大幅提高電池的安全性；無記憶效應，記憶效應意味著在未放盡電能的情況下充電時，未放盡的電量會使極板“結晶”，傳統的鎳鎘電池均存在記憶效應問題。而鋰離子電池充電前，無需放電，因此不存在記憶效應問題；無汙染，零排放。

日本“蒼龍”級常規潛艇，一共計劃製造10艘，前6艘採用鉛酸蓄電池；而後4艘“蒼龍”改進型潛艇，則換用鋰離子蓄電池。新型“蒼龍”改進型潛艇屆時將使用燃料電池AIP+鋰離子電池組”動力系統技術，該技術將使“蒼龍”如虎添翼：

首先，潛艇隱蔽性會有較大幅度的提升，主要依據在於：鋰離子電池組能量密度更大，相同體積、數量的鋰離子電池組，必然蓄電量更高，相同速度機動續航力更大、航行時間更長，再加上燃料電池比斯特林發動機輸出功率更高，輔助推力更強，也使得潛艇低速續航力有明顯提高，因而，潛艇隱蔽性將會有較大幅度的提升了。同時，鋰離子電池組充電速度更快，縮短了通氣管航行充電時間，降低了潛艇主動暴露率，也就又進一步提升了潛艇隱蔽性。第二，潛艇攻防機動能力將會明顯增強，潛艇攻防機動需要快速的升速率，AIP動力系統無能為力，而由於鋰離子電池組能量密度大，對單位時間內迅速提升速率更為有力，這就使得潛艇需要發起突然攻擊時跑得快、追得上、打得著；而需要快速避開敵方攻擊或追擊時，迅速啟動，避得開、躲得過，讓對人打不著。第三，艇員生活環境有一定改善，主要依據在於：相同體積的鋰離子電池組重量更小，或者相同蓄電量的鋰離子電池組體積更小。這就使得艙內可用空間變得更大，有利於艇員生活空間改善及武器裝備的最佳化配置。

此外，除了蓄電池外，潛艇上還有一種特殊的電池，這就是AIP不依賴空氣推進技術中的一種——“燃料電池”AIP技術，該技術由德國研製，在德國系212A和214型潛艇上得以使用。德國潛艇燃料電池，具體是氫氧燃料電池，其基本工作原理是靠氫和氧反應直接產生電能而工作的，它唯一的副產品為水，燃料電池必須源源不斷地供應氫和氧，為此，AIP裝置不僅要有較大容量的液氧罐，而且要有一個較大容量的液氫貯存罐。

潛艇常用的電池是鉛酸蓄電池，從19世紀末開始到現在為止100多年，一直都是。鉛酸蓄電池就是傳統汽車上常用的蓄電池，也是坦克上常用的蓄電池。有趣的是，汽車蓄電池品牌中的VARTA其實也做潛艇蓄電池，大名鼎鼎的德國209潛艇使用的蓄電池就是VARTA的。所以你可以趕快看看自己的愛車，是不是也用的“軍工品質”。

這種電池荷電狀態時正極是深棕色的二氧化鉛，負極是灰色海棉狀鉛。正負極板有平板狀和排管狀兩種形式，平板狀是把鉛膏塗填在由鉛合金（大多是鉛銻合金）製成的板柵上；排管狀是把鉛膏包在玻璃絲或其他合成纖維織物的排管內。為提高單個電池容量，一般都將幾十塊同極性極板聯在一起組成極板組，正負極板組交錯間隔排列。電解液是比重為1.2～1.3的稀硫酸。正負極板之間有微孔橡膠或微孔塑膠隔板。電池外殼由硬橡膠、塑膠或輕型玻璃鋼等材料製成。單個電池充足電後的電壓為2.1～2.15伏。為得到需要的電壓，一般會將100多個電池串聯成一組。常規動力潛艇有2～4個蓄電池組。可使兩組電池串聯使用以獲得較高的電壓；也可使2組或4組電池並聯使用以允許較大的放電電流。有時在經濟航行中還可採用半組電池供電。

有人會問，現在的新能源汽車用的不都是鋰電池嗎？能不能用到潛艇上？確實有這個動議和趨勢，日本的蒼龍級潛艇就把傳統的鉛酸蓄電池換成了鋰電池，部分德國的212潛艇也換裝了鋰電池。但除了日本和德國之外，其他國家對於用鋰電池都持謹慎態度。因為鋰電池雖然能量密度比鉛酸電池要大得多，可以大大減輕重量，但卻有一些固有的缺點。比如安全性較差。目前大家用的手機電池都是鋰電池，失火甚至爆炸的新聞可是時有發生，這麼一說就很好理解了；再比如對環境的適應性。大家手機電池在低溫時是什麼表現想必都有切身感受，鉛酸蓄電池在低溫下的表現就要好得多；還比如說成本。現在的鉛酸蓄電池基本都是白菜價了，鋰電池恐怕還實現不了。即使是某些以低價出名的電池品牌，想做到潛艇需要的那個容量，價格一樣會讓人無法接受。所以，鋰電池想取代鉛酸電池還需假以時日。

其實不考慮成本的話，最適合潛艇的電池是銀鋅電池。銀鋅電池也經常被用在魚雷上，但沒有在潛艇上使用的最大原因就是太貴。魚雷用的電池對容量要求不高，可以做得很小，用的銀也不那麼多。但要用在潛艇上，那麼分量可就不少了。50年代，美國用大青花魚號試驗過銀鋅電池，1500噸排水量的潛艇使用了220噸電池，結果可以讓1500噸的潛艇以33節的速度活動1.5小時，這是首次常規潛艇達到核潛艇的運動能力，不過銀鋅電池價格過於昂貴，這些電池的銀錠還是從美國國庫中借出來的，試驗結束後白銀還全部回收歸還國庫。

1. 潛艇上一般使用鉛酸蓄電池，日本最新型蒼龍級潛艇採用全鋰電池，電池透過串並以後成組使用。

2. 常規動力潛艇的電池需要滿足推進電機及巡航力的要求、全艇輔機用電要求。核潛艇的電池，主要滿足核動力故障時，核安全應急電源的要求。

3. 潛艇上的電池還需要考慮使用的可靠性、安全性，設定必要的通風、消氫、水冷、攪拌、巡檢等輔助系統和裝置。

4. 潛艇電池的未來會向著高能量/功率密度、長壽命、高效率、無汙染、免維護等方向發展。

常規動力潛艇的電池，主要用來提供水下航行時能量，包括提供推進動力、全艇輔機用電。核潛艇的電池，主要作為核動力故障時的，為確保核安全時的應急電源使用。

潛艇電池由於既可以充電也可以放電，所以也常用來保證潛艇電力系統的供電穩定，提高供電品質。當潛艇上用電負荷突然增大時，潛艇上柴發、主發的功率調節需要時間，此時功率不足部分由蓄電池放電提供；當潛艇上用電負荷突然降低時，多餘的功率由蓄電池吸收，可以始終保持供電的穩定，平抑波動。

潛艇上的電池首先需要滿足潛艇上的能量需求，對常規艇來說就是水下任務期間航行、作戰、日常使用所需要的電量；對於核潛艇來說就是要滿足反應堆安全停堆和餘熱匯出所需要的能量。

作為潛艇電力系統的一部分，蓄電池的電壓、電流要與電力系統的要求相匹配。電池的電壓需要根據推進電機、柴發機組進行合理匹配。單塊電池的電壓一般只有幾伏、而潛艇電力系統一般需要幾百伏，所以需要將上百快電池串聯成模組以提供滿足要求的電壓。

為了滿足潛艇用電功率需求，需要將不同數量電池模組並聯起來，形成電池組。每艘潛艇為了保證用電的可靠性，一般都會設定多組電池。

潛艇電池成組集中佈置在蓄電池室內。蓄電池組室一般佈置在潛艇底部。

潛艇水下航行時，蓄電池工作在一個密閉環境中。由於蓄電池的工作特性需要特別設定輔助系統和裝置，以保證使用的安全性、可靠性。

潛艇電池，無論是鉛酸電池還是鋰電池在工作時都會產生氫氣，氫氣在狹窄的潛艇內部空間聚集，容易發生爆炸。因此在蓄電池艙必須設定可靠的通風系統，對蓄電池艙進行通風排氣，同時還有利於蓄電池冷卻和保持乾燥。

為了減小氫氣爆炸的風險，潛艇在蓄電池室必須設定監測氫氣濃度和消除氫氣的裝置。對蓄電池工作產生的氫氣加以監控和處理。

蓄電池在大功率放電時，同時會放出大量熱。如果不進行冷卻或者冷卻不足時，蓄電池溫度升高、造成蓄電池電量和壽命下降。所以潛艇一般設定蓄電池水冷系統進行冷卻。

潛艇上還設定，電解液攪拌裝置，在充電過程中，為了提高充電效率，同時也有利於散熱，提供給電池效能和壽命。

隨著技術的進步，未來潛艇電池會向著能量密度和功率密度高、使用壽命長、充電效率高、無汙染、免維護的方向發展。當前新研發的電池如果未來能在放電一致性、安全性、可靠性上滿足潛艇的使用條件，則很有可能帶來潛艇電池的技術革命。