代化，张斌，徐言哲

(中国船舶集团公司第七一二研究所，湖北 武汉 430064)

0 引 言

作为一种海上力量倍增器，无人水下航行器（UUV）有着广泛而重要的军事用途[1-3]。目前UUV 主要由动力电池提供电能。采用动力电池驱动的UUV 自带能源，灵活自如，可广泛应用于侦察监视、情报收集、跟踪、预警、通信中继、水下攻击等各方面[4-7]。为完成海上不同的作战任务，美军提出发展4 种不同级别的UUV：小型便携式UUV、轻型UUV、重型UUV 和大型UUV。目前，动力电池性能难以满足要求是UUV 技术发展的瓶颈之一，现有动力电池比能量低下是限制UUV 续航力的主要因素。如图1 所示，美国水下作战中心提出，以锌/银电池为基准（锌/银电池重量比能量密度约为80～110 Wh/kg），UUV 动力电池的近期目标是将能量密度提高至锌/银电池的4 倍，长远目标是提高至锌/银电池的10 倍[8]，对动力电池高比能量和高能量密度的要求尤为突出。特别是大型UUV，其功能强大，在水下工作时间更长，对能量特性有更高的要求。本文重点介绍UUV 动力电池的发展现状，同时对UUV 动力电池的发展趋势进行展望。

1 一次电池

用于UUV 的一次电池主要包括碱性电池和锂一次电池。碱性电池结构简单，能量密度达到140 Wh/kg，安全、价格低廉，缺点是长期贮存过程中会释放出氢气，而且离UUV 动力电池要求的近期比能量要求相距较远，能量密度较低。当对电池比能量密度要求较高时，锂一次电池是比较合适的选择，能够较好满足UUV 动力电池近期要求[9]。几种锂一次电池的性能如表1 所示[10]，锂一次电池的重量比能均达到300 Wh/kg以上。……