空氣電池是一種特殊的燃料電池，它以金屬為燃料，通過(guò)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。由于氧氣可以無(wú)限量供應(yīng)，理論上空氣電池的蓄電量可以達(dá)到鋰離子電池的5至10倍，有“終極蓄電池”之稱。

制作空氣電池可選用的原料比較多樣，已經(jīng)取得研究進(jìn)展的空氣電池主要有鋁-空氣電池、鎂-空氣電池、鋅-空氣電池和鋰-空氣電池等。其中，鋅-空氣電池和鋁-空氣電池已有實(shí)際應(yīng)用，正在研制中的鋰-空氣電池性能最好，同等體積和重量下，比功率和比能量遠(yuǎn)高于目前使用的鋰離子電池，因此被寄予厚望，是當(dāng)前的研發(fā)熱點(diǎn)之一。

戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出

與普通蓄電池相比，空氣電池用氧氣取代金屬，重量大幅減輕，具有輕便、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，符合裝備使用電源“更小、更輕、更有效”的要求，在特種應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢(shì)。

機(jī)動(dòng)性能好。空氣電池的氧化劑來(lái)自空氣，電池重量大大減輕，貯運(yùn)方便，具有較好的機(jī)動(dòng)能力。它還可以模塊化使用，作為大功率移動(dòng)電源為特種裝備和設(shè)施供電。

保障效能高。空氣電池具備能量密度高、放電電壓穩(wěn)、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特種中通過(guò)快速更換金屬電極和電解液，可持續(xù)提供電能保障。

環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。空氣電池采用的金屬電極原材料豐富多樣，即便在嚴(yán)苛的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下也較容易獲取。

生存能力高。空氣電池的反應(yīng)物和產(chǎn)物無(wú)污染，熱輻射和電磁輻射等信號(hào)特征弱，與普通電池相比，可提高裝備的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。

后勤維護(hù)率低。在特種中，空氣電池幾乎不需要維護(hù)保養(yǎng)，減少戰(zhàn)時(shí)后勤負(fù)擔(dān)。

由于結(jié)構(gòu)局限，空氣電池的不足主要體現(xiàn)在利用率低、壽命短、能量密度小、高功率輸出不足等方面，制約其走向大范圍應(yīng)用。近年來(lái)，各國(guó)加快空氣電池研發(fā)速度，提高電池性能，推動(dòng)實(shí)際應(yīng)用。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道，日本計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)鋰-空氣電池實(shí)用化，目前多家企業(yè)已取得技術(shù)突破。

加快實(shí)用化步伐

空氣電池既可用于建造大、中型基地電站，也可用作電動(dòng)車輛、無(wú)人機(jī)和小型特種的電源，同時(shí)還可作為特種裝備、筆記本電腦等小型設(shè)備的便攜式電源，推動(dòng)上述裝備小型化、輕量化，更好地適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)和特種需求。

水下裝備的理想電源。小型特種等水下裝備對(duì)電池的要求包括安全性高、比能量高、穩(wěn)定性好等，空氣電池的特性非常符合這些要求，被認(rèn)為是最佳水下裝備動(dòng)力源。特別是采用空氣電池后，系統(tǒng)基本不向外排放廢棄物，裝備的尾流特征極小，聲音特征也遠(yuǎn)低于采用常規(guī)動(dòng)力，可大大提高隱身特種能力。

目前，美國(guó)海軍已推出采用鋁-空氣電池為動(dòng)力的無(wú)人潛水器，水下連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)258小時(shí)。加拿大海軍使用鋁-空氣電池替代銀鋅電池，使?jié)撍骱匠虖?90千米增加至870千米，比能量達(dá)160瓦時(shí)/千克，續(xù)航能力提高到原來(lái)的5倍。挪威開(kāi)發(fā)的自主潛水器采用鋁-空氣電池后續(xù)航能力提高到60小時(shí)。

提升無(wú)人機(jī)續(xù)航能力的強(qiáng)勁電源。空氣電池也適用于中小型無(wú)人機(jī)。美國(guó)一家公司專門為無(wú)人機(jī)研制出一款鋅-空氣電池并已通過(guò)測(cè)試，該空氣電池具備功率大、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，可大幅增加無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間。

將空氣電池與蓄電池聯(lián)合使用，是外軍探索的另一種方案。其中，空氣電池為無(wú)人機(jī)巡航飛行提供動(dòng)力，蓄電池則滿足其峰值功率需求。不過(guò)，由于技術(shù)所限，目前尚沒(méi)有實(shí)例。

電動(dòng)車輛、特種電子設(shè)備的潛力電源。鋰-空氣電池被看作是便攜式設(shè)備和電動(dòng)車輛的理想電源，具備較大的發(fā)展?jié)摿Γ由蠠o(wú)環(huán)境污染，滿足戰(zhàn)場(chǎng)上特種車輛的低目標(biāo)特征要求。

信息化戰(zhàn)場(chǎng)上，海量特種數(shù)據(jù)需要傳輸，特種電子設(shè)備能否獲得穩(wěn)定、高效、持續(xù)的電源保障，一定程度上影響特種進(jìn)程和結(jié)果。美軍歷來(lái)重視特種裝備的供電保障，特別是在經(jīng)歷伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)后，更加重視研發(fā)輕質(zhì)移動(dòng)電源，減少電池帶來(lái)的負(fù)擔(dān)，提高特種特種能力。空氣電池是理想的小型化、便攜式電源，未來(lái)主要替代便攜式蓄電池。

此外，空氣電池還可設(shè)計(jì)成集成電池組，用作發(fā)電機(jī)組或其他蓄電池的備用應(yīng)急電源，在野戰(zhàn)條件下為特種基地、通信基站等提供穩(wěn)定可靠的電力保證。