搶占太空空間、爭奪“制天權(quán)”，已成為打贏未來信息化戰(zhàn)爭的重要一環(huán)。要建立強(qiáng)有力的防天系統(tǒng)，離不開精準(zhǔn)高能的空間武器，如以高功率脈沖激光武器為代表的定向能武器等。這些武器具有驚人的威力，對打贏未來“天戰(zhàn)”不可或缺。

超級電容器，作為高功率脈沖激光武器中最重要的供能部件，是一種新型儲能裝置，可在很短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出巨大能量。在裝甲車輛、艦艇、航天飛行器等需要較大脈沖放電功率的武器裝備及設(shè)備上，它均有廣泛的應(yīng)用，在未來戰(zhàn)場上的作用不能小覷。

與第二代化學(xué)電池組成“黃金搭檔”

打贏未來信息化戰(zhàn)爭，新一代武器裝備的戰(zhàn)場電力供應(yīng)必不可少，這就對儲能裝置的功能提出了新要求。目前得到廣泛應(yīng)用的儲能裝置是鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池等第二代化學(xué)電池，這些電池為單兵裝備供電系統(tǒng)、戰(zhàn)車混合電傳動系統(tǒng)提供能量。但是，它們有自身的“短板”，如輸出功率密度較小、充電速度慢、循環(huán)壽命較短，等等。這些“短板”，在冰天雪地（溫度過低，低功率電池?zé)o法有效“喚醒”裝備）、平原開闊地帶（無掩體，武器裝備一旦“拋錨”，需要盡快完成充電）以及重度潮濕地段（電池易受腐蝕而失效）等特定戰(zhàn)場環(huán)境下，會讓裝備“掉鏈子”，從而使作戰(zhàn)效果大打折扣。

為了避免因電池的“短板”導(dǎo)致裝備在復(fù)雜多變的戰(zhàn)場上“掉鏈子”，超級電容器在研究人員的攻關(guān)下應(yīng)運(yùn)而生。

它是一種與電池相似但又有一定程度差別的第三代物理式儲能裝置。不同于電池，其在充電、放電時(shí)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電能的儲存或釋放是通過靜電場建立的快速物理過程，沒有受到像電池一樣復(fù)雜耗時(shí)的化學(xué)反應(yīng)限制。因此，超級電容器的比功率可達(dá)化學(xué)電池的數(shù)百倍，能在很短時(shí)間內(nèi)形成幾百安到幾千安的電流，從而在極低的溫度下瞬間“激活”裝備。

同時(shí)，由于超級電容器充電、放電是物理過程，可以用大電流充電，在幾十秒鐘到幾分鐘內(nèi)即可完成，能節(jié)省寶貴的戰(zhàn)場時(shí)間，避免戰(zhàn)車等裝備成為“活靶子”。

超級電容器除了具有高比功率和充電速度快的特性外，在循環(huán)使用壽命上也高出化學(xué)電池至少百倍，能充電、放電上百萬次，可大大節(jié)省開支。

根據(jù)以上特性，超級電容器可與化學(xué)電池形成有效互補(bǔ)，通過適當(dāng)?shù)膯卧O(shè)計(jì)，使它們功能多樣化，成為信息化戰(zhàn)場的“黃金搭檔”。

一些極端條件下的引擎啟動電容器能量，就是這對黃金搭檔“合作共贏”的生動范例：它們分工明確、配合默契，堪稱戰(zhàn)場裝備的“能量雙雄”。為什么這樣講？原來，超級電容器配合蓄電池應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)電啟動系統(tǒng)，能有效保護(hù)蓄電池，延長其壽命，減小其配備容量。尤其是在低溫和虧電的情況下，蓄電池的放電能力明顯下降，會造成裝甲車輛啟動緩慢甚至無法啟動，大大降低了戰(zhàn)場機(jī)動能力和反應(yīng)速度。而超級電容器的工作溫度范圍大，-40℃以上氣溫條件下放電特性基本不變，仍可保持大電流放電特性，從而保證了電啟動系統(tǒng)的正常供電，使戰(zhàn)車一次性“激活”成功。

堪稱眾多軍用裝備的“能量核心”

如果說超級電容器配合化學(xué)電池在陸地戰(zhàn)車混合電啟動系統(tǒng)中的使用僅僅算是“打助攻”，那么應(yīng)用在潛艇、艦用電磁炮、高功率束能武器電源等運(yùn)行功率較大的武器裝備系統(tǒng)上，其表現(xiàn)堪稱“一枝獨(dú)秀”。

潛艇電力綜合推進(jìn)涉及發(fā)電、輸電、變電、推進(jìn)和儲能等關(guān)鍵步驟，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。以前的電傳動中，為推進(jìn)系統(tǒng)供電的動力電站和為潛艇設(shè)備供電的電力電站，是分開的兩套系統(tǒng)。假設(shè)是低速巡航，用不了那么大的功率，動力電站只能低速運(yùn)行，很不劃算。電力綜合推進(jìn)系統(tǒng)則把動力電站和電力電站作為一個(gè)整體，低速巡航可以讓大功率的動力電站滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)為推進(jìn)電機(jī)和潛艇設(shè)備供電，關(guān)掉電力電站，以達(dá)到“物盡其用”、降低成本的效果。因?yàn)闈撏C合電力推進(jìn)的要求很高，超級電容器模組可以作為電力綜合推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)急電源補(bǔ)充，在系統(tǒng)平時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，收集電能儲存起來，起到蓄電池的作用。在應(yīng)急狀態(tài)下，當(dāng)電力供應(yīng)不足無法帶動整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以利用超級電容器瞬間充電、放電的特點(diǎn)，將儲存的電能瞬間釋放出來，為電力系統(tǒng)提供大功率補(bǔ)充電源，使整個(gè)系統(tǒng)迅速恢復(fù)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，大大增強(qiáng)戰(zhàn)時(shí)反應(yīng)能力，提升戰(zhàn)斗力。