幾十年來(lái)，能夠?yàn)殚L(zhǎng)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。現(xiàn)在，新一代大功率鋰電池已經(jīng)上市，提供獨(dú)特的性能，功能，包括更高的容量和能量密度，可靠性，瞬時(shí)激活和COTS優(yōu)勢(shì)。
在嵌入式計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體制造進(jìn)步的推動(dòng)下，長(zhǎng)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(qiáng)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(wú)人值守的地面?zhèn)鞲衅?，無(wú)人機(jī)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(zhǎng)期一次性軍事應(yīng)用供電。
1、備用電池和熱電池
儲(chǔ)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(chǔ)存，通常使用煙火裝置來(lái)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(zhǎng)保質(zhì)期。然而，存在重大的權(quán)衡，因?yàn)閭溆秒姵夭荒茉诓缓谋M的情況下進(jìn)行測(cè)試，并且電池激活會(huì)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(shí)，它會(huì)迅速轉(zhuǎn)化為優(yōu)異的離子導(dǎo)體，在相對(duì)較短的時(shí)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(zhǎng)期以來(lái)，設(shè)計(jì)工程師一直首選熱電池，因?yàn)樗鼈兙哂袌?jiān)固性、安全性、可靠性和極長(zhǎng)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?yàn)樗鼈儽仨毎^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(duì)復(fù)雜，因?yàn)樗鼈冃枰獨(dú)怏w發(fā)生器，管狀電解質(zhì)儲(chǔ)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(duì)昂貴，并且需要較長(zhǎng)的生產(chǎn)交貨時(shí)間。由于能量密度相對(duì)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(chǔ)存在安瓿或膀胱內(nèi)。當(dāng)射出彈丸時(shí)，囊被切開，電解質(zhì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)殼產(chǎn)生的離心力分布在整個(gè)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(xiàng)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(guò)六倍的容量（200 mAh對(duì)30 mAh），超過(guò)十倍的電流（3.5 A對(duì)325 mA），更穩(wěn)定的電壓和更快的激活（瞬時(shí)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(lái)提供高電流脈沖和高速率能量，存儲(chǔ)壽命長(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)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(shí)激活，無(wú)需點(diǎn)火或氣體發(fā)生器。對(duì)電池進(jìn)行定期測(cè)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(shí)，大功率鋰電池不會(huì)產(chǎn)生高內(nèi)部溫度，從而消除了隔熱需求。這反過(guò)來(lái)又減輕了重量，并實(shí)現(xiàn)了更小的外形尺寸。通過(guò)消除對(duì)點(diǎn)火器、氣體發(fā)生器和外部加熱元件的需求，還可以實(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)保質(zhì)期、提高性能和增強(qiáng) COTS 產(chǎn)品可靠性的潛力。建議設(shè)計(jì)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(shí)，根據(jù)現(xiàn)有電池技術(shù)仔細(xì)評(píng)估這項(xiàng)新技術(shù)。