幾十年來，能夠為長壽命的一次性軍事應(yīng)用提供高速率功率的電池幾乎沒有變化?，F(xiàn)在，新一代大功率鋰電池已經(jīng)上市，提供獨特的性能，功能，包括更高的容量和能量密度，可靠性，瞬時激活和COTS優(yōu)勢。
在嵌入式計算機和半導(dǎo)體制造進(jìn)步的推動下，長壽命一次性軍用/航空航天系統(tǒng)正在迅速發(fā)展，新一代產(chǎn)品提供改進(jìn)的功能、小型化和增強的產(chǎn)品可靠性，以及更高的性能期望。這適用于各種一次性軍事產(chǎn)品，包括迫擊炮制導(dǎo)系統(tǒng)，火箭，導(dǎo)彈，魚雷，地雷，聲納浮標(biāo)，無人值守的地面?zhèn)鞲衅鳎瑹o人機和分散彈藥傳感器等。
其中備用電池和熱電池、銀鋅電池、自旋激活電池、大功率鋰電池，這幾種電池化學(xué)成分中的前三種通常用于為長期一次性軍事應(yīng)用供電。
1、備用電池和熱電池
儲備電池傳統(tǒng)上被認(rèn)為是一次性軍事應(yīng)用的首選電池，包括許多不同的化學(xué)物質(zhì)，包括鋰亞硫酰氯，銀鋅，鉛酸和熱。
使用備用電池，電解質(zhì)與其他活性成分分開儲存，通常使用煙火裝置來引發(fā)化學(xué)反應(yīng)?；钚猿煞直３址蛛x，因此保持惰性，從而有可能具有20年以上的極長保質(zhì)期。然而，存在重大的權(quán)衡，因為備用電池不能在不耗盡的情況下進(jìn)行測試，并且電池激活會延遲到發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
一種流行的備用電池類型是熱電池，它含有一種金屬鹽電解質(zhì)，該電解質(zhì)在固態(tài)和環(huán)境溫度下是惰性的和非導(dǎo)電的。然而，當(dāng)金屬鹽電解質(zhì)熔化時，它會迅速轉(zhuǎn)化為優(yōu)異的離子導(dǎo)體，在相對較短的時間間隔內(nèi)產(chǎn)生高速率功率（從幾瓦到幾千瓦，具體取決于電池尺寸和化學(xué)性質(zhì)）。電解質(zhì)通常由啞炮送出的煙火電荷激活。
長期以來，設(shè)計工程師一直首選熱電池，因為它們具有堅固性、安全性、可靠性和極長的保質(zhì)期。然而，由于使用啞炮以及需要將電解質(zhì)保持在400?∞C至700?C以達(dá)到最佳導(dǎo)電性∞，熱電池本質(zhì)上是笨重的，因為它們必須包含絕緣層，這些絕緣層具有雙重目的，既可以保持熱量，又可以保護(hù)附近的組件免受與熱量相關(guān)的損壞。
2、銀鋅電池
一次性軍事設(shè)備也可以由銀鋅電池供電，銀鋅電池的制造相對復(fù)雜，因為它們需要氣體發(fā)生器，管狀電解質(zhì)儲液器，歧管，電池塊，通風(fēng)口和加熱系統(tǒng)。因此，銀鋅電池往往相對昂貴，并且需要較長的生產(chǎn)交貨時間。由于能量密度相對較低，僅為260 Wh / L，這些電池也存在性能限制。
3、自旋激活電池
軍用引信和某些海洋應(yīng)用通常由自旋激活電池供電，這些電池將電解質(zhì)儲存在安瓿或膀胱內(nèi)。當(dāng)射出彈丸時，囊被切開，電解質(zhì)通過旋轉(zhuǎn)殼產(chǎn)生的離心力分布在整個電池堆中。自旋激活電池也使用鋰亞砜酰氯化學(xué)制造，為地雷或通信干擾器供電。這些裝置由裝有降落傘的炮彈推進(jìn)，以確保軟著陸。
旋轉(zhuǎn)激活電池的常見應(yīng)用是火炮多選項引信（MOFA），見于105毫米和155毫米爆破火炮彈。為了尋求更標(biāo)準(zhǔn)化的電源管理解決方案，選擇瓧鹵化鋰而不是鉛酸和熱電池。相比之下，與等效的惡鹵化鋰電池相比，高功率鋰電池可以提供超過六倍的容量（200 mAh對30 mAh），超過十倍的電流（3.5 A對325 mA），更穩(wěn)定的電壓和更快的激活（瞬時與100 ms延遲）。
4、大功率鋰電池
已經(jīng)開發(fā)出一種大功率鋰電池，它使用廣泛接受的COTS技術(shù)來提供高電流脈沖和高速率能量，存儲壽命長達(dá)20年，室溫下的年自放電率不到1%。這些電池單元提供三種標(biāo)準(zhǔn)圓柱形配置（AA 尺寸、CR-2 尺寸和 20 mm 長度）。這些電池可以很容易地配置成定制的電池組，由于使用了COTS組件，因此可以更快地設(shè)計和制造周期，并降低成本。
大功率鋰電池的屬性包括寬溫度范圍（-40?∫C至+85?∫C）和即時激活，無需點火或氣體發(fā)生器。對電池進(jìn)行定期測試的能力有助于確保系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，并減少導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)中“啞彈”的數(shù)量。當(dāng)激活時，大功率鋰電池不會產(chǎn)生高內(nèi)部溫度，從而消除了隔熱需求。這反過來又減輕了重量，并實現(xiàn)了更小的外形尺寸。通過消除對點火器、氣體發(fā)生器和外部加熱元件的需求，還可以實現(xiàn)尺寸、重量和成本的降低。
新一代低成本 COTS 大功率鋰電池為長壽命一次性軍事應(yīng)用提供了靈活性。這包括在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件下延長保質(zhì)期、提高性能和增強 COTS 產(chǎn)品可靠性的潛力。建議設(shè)計工程師在改造現(xiàn)有軍事設(shè)備或開發(fā)下一代軍用產(chǎn)品時，根據(jù)現(xiàn)有電池技術(shù)仔細(xì)評估這項新技術(shù)。