我国推出固态电池，穿刺剪裁不起火不爆炸，日本锂电池潜艇不香了

日本第11艘“苍龙”级潜艇“凰龙”号，是世界首艘锂电池潜艇，也号称世界“最先进”，它和姊妹艇“斗龙”号以磷酸锂电池代替传统常规潜艇使用的铅酸电池，接受4台斯特林MK3发动机的充电，预计航程会大大增加，“静音”航行的速度和时间也大大增加，可以说越来越接近真正的核潜艇了，后续的“大鲸”级也打算沿用这套锂电池系统。不过，我国最近推出的固态电池，可能会让“苍龙”和“大鲸”级潜艇“破功”，再次面临性能落伍的尴尬。

苍龙级11号艇“凰龙”

事情是这样的，11月23日，有电池行业媒体报道了国内一家厂商推出了一种全固态防爆电池，与液态电解液的锂离子电池完全不同，它采用了全新的石墨烯构架，单电芯容量达到31Ah，电池内阻≤1.2mΩ，质量比能量>280Wh/kg。单片容量就能达到31000mAh，拥有非常低的内阻，据说只有1.21mΩ，放电性能强劲，能量密度达到280Wh/kg以上。而目前常见的能量型锂离子电池能量密度一般200到260Wh/kg之间，动力型则一般少于100Wh/kg。

国内某型石墨烯全固态防爆电池

不仅如此，它的防爆防燃烧性能还非常了得，媒体用三根钉子做穿刺测试，完全贯穿表面温度27.9°C的电池，测试结果显示，第一、第二个钉入处几乎没发热现象，热成像仪里只看到第三个钉入处的发热，处峰值温度为61.5°C。拔除所有钉子，将电池静置3分钟后，最高温度降到44.1°C。

穿刺试验

穿刺试验结果

与此同时，测试者还用大剪刀完全将电池裁切破坏，露出内部的多层卷绕堆叠结构，并没有传统电池的液体电解液，未渗出液体，温度最高也只从 27.9°C上升到31.4°C，甚至还没有剪刀刀身的温度高，整个测试全程始终没有出现起火、冒烟、爆炸等现象。

剪裁试验

该电池内部结构

石墨烯全固态电池有着高能量密度、低重量、充放性能强劲等优势，不仅适合做户外电源，也适合用在动力系统。有人算过了，按照媒体的说法，该石墨烯全固态电池单电芯容量31Ah，电压为4V，相乘就是0.124 KWH，8块存一度电，200块串联，放电率1c，800v乘31a，也就是2.48 KW。

而根据媒体的报道，国产最新大功率斯特林发动机试验功率320KW，超过日本自行组装斯特林MK3约300KW的功率，一条潜艇装备2台，也就是640KW。640KW除以单组石墨烯全固态电池的2.48KW，也就是需要258组，258组并连乘以200组串联，也就是51600组。

潜艇电池系统

真的巨大无比

按照该电池每块重418.66克来计算，51600组就是25.108吨，加上冷却，控制和线缆等等，按照35吨来计算，提供的电量相当于目前国产最新两台斯特拉发动机运行1小时的功率。我国AIP潜艇如果用小型堆替代4台柴油机，不再用斯特林发动机，而是换上35吨固态电池系统，那么几乎可以无限制巡航，也可以极速攻击和撤离，可以在大陆架的浅水使用，甚至可以把潜艇压缩到2500吨左右，更适合浅水战斗，这就非常有吸引力了。

核潜艇去不了的地方，它能去

实际上，该全固态防爆电池还只是我国近年来在固态电池领域取得的突破之一，根据财联社的报道，比亚迪正在研制的新一代固态电池，其负极为硅基材料时，能量密度预计能达到400Wh/kg，较二代刀片电池的能量密度提升了2倍之多。我国的新一代固态电池如果能够在2023年投产的话，就可以破掉哈佛资助的几位华人研制的全固态电池“大招”，因为它们要到2025年才能实用化和量产。

哈佛大学研制的固态电池类似三明治的结构