Ubåt A26

Jo vid laddning ute till sjöss full last på dieslarna alltid. Sedan lägre last vid toppladdning vid kaj av blyack. Lithium tar om kapaciteten är x 5, 5 gånger så lång tid att ladda. Enkel fysik inget trolleri. Dock kan man köra längre mellan laddningar.

Jag antar att du menar silveroxid-zink batterier, den typ som bland annat används i torpeder (finns både som primär och sekundärbatteri), men nej. Det är fortfarande blybatterier i princip alla militära ubåtar där de senaste brukar använda sig av batterier av VRLA-typ (valve regulated lead acid), vilka rekombinerar merparten av vätgasen som avges vid laddning till vatten.


Bränder i litiumjonbatterier är beroende av syre eftersom det huvudsakligen är elektrolyten som brinner vid en brand. Intern kortslutning kan orsaka upphettning men med det går att förhindra att en kortsluten cell överhettar närliggande celler vilket gör att skadan blir begränsad.

Sedan är det väldigt ovanligt att litiumjon-batterier av hög kvalitet brinner. Man kan även offra lite av energitäteten för att minska risken för brand genom att ex. välja en tjockare och tåligare separator.


Blybatterier kan inte laddas särskilt snabbt, så det är faktiskt litiumjon batterierna som går att ladda snabbare. Dem har också längre livslängd (färre batteribyten under ubåtens livslängd), tål djupare urladdningar bättre och avger inte gaser vid laddning (blybatterier avger vätgas när batterierna börjar närma sig full laddning).

Om dess batterier:

Speaking during a 2017 presentation in Singapore, former head of the Japan Maritime Self-Defense Force’s submarine fleet Vice Adm. Masao Kobayashi said the batteries used in the Ouryu and Toryu are lithium nickel cobalt aluminum oxide, or NCA, batteries.
...
Other advantages cited by Kobayashi include shorter charging time and longer life spans. The latter factor would mean that fewer battery changes are required over the life of the submarine.

https://www.defensenews.com/global/asia-pacific/2020/03/06/japan-commissions-its-first-submarine-running-on-lithium-ion-batteries/

Om batteritypen:

Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (LiNiCoAlO2) — NCA
Lithium nickel cobalt aluminum oxide battery, or NCA, has been around since 1999 for special applications. It shares similarities with NMC by offering high specific energy, reasonably good specific power and a long life span. Less flattering are safety and cost. Figure 11 summarizes the six key characteristics. NCA is a further development of lithium nickel oxide; adding aluminum gives the chemistry greater stability.
...
Thermal runaway 150°C (302°F) typical, High charge promotes thermal runaway

https://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion

Da vet du noe som ikke andre som jobber med dette vet. Klipp og lim fra en rapport.

Det finnes mange eksempler på at en brann i litium og litium-ion batterier kan være
utfordrende å slokke. Dette skyldes flere forhold:

- Thermal runaway ikke mulig å stoppe
Thermal runaway er eksoterm selvforsterkende reaksjon, som ikke er mulig å
stoppe. Thermal runaway initieres i en celle når temperaturen når 130 – 230 °C,
avhengig av cellekjemi og ladetilstand [3,4]. Varmen som genereres bidrar til å
antenne elektrolytten og brennbare gasser som blir produsert. Katoden
inneholder oksygen, og ved høy nok temperatur frigjøres oksygenet, som bidrar
i forbrenningen.
Ladetilstanden til en celle påvirker hvor reaktiv cellen er, når thermal runaway
oppstår, og hvor mye varme som produseres. Jo lavere ladetilstanden er, desto
mer stabil er cellen. I et helt utladet batteri vil ikke thermal runaway oppstå på
samme måte som i et oppladet batteri, men elektrolytten vil kunne selvantenne
og brenne tilsvarende som parafin, dersom temperaturen overstiger 400 °C 10.

Hentet fra rapport via RISE Research Institutes of Sweden
https://risefr.no/media/publikasjoner/upload/2019/rise-rapport-2019-98-brannrisiko-lagring-ikke-tilkoblede-litium-litium-ion-batter

Det var just det jag menade, batteriet är inte öppet mot själva ubåten utan måste ha ett separat och sektionerat tryckskrov. Får man då en termisk rusning (en brand, ungefär) i en batterisektion så öppnar man mot utsidan och släpper in vatten.

Detta är dock en tung, skrymmande och dyr lösning. Så det verkar som att dieselelektriska ubåtar även fortsättningsvis får dras med tunga och ineffektiva blysyraceller. Dessa batterier har ju också fördelen att de på, ett positivt sätt, bidrar till den viktfördelning som en ubåt måste ha. Särskilt i uläge är det viktigt med låg tyngdpunkt.

Så de klassiska blybatterierna är fortsatt det bästa valet för ubåtar. Men vi får väl se, det kommer ju nya batterityper hela tiden.

Okej men då betyder det att generatorerna ej har den kapaciteten som blybatteriet kan ta emot i början av laddfasen. Har man en generator som orkar med att maxa Li(med samma Ah tal som blybatteriet) så kommer den att gå för fullt hela tiden i princip men om man då ersätter Li med bly så kommer den inte att gå för fullt annat än den första tiden efter att laddning startat sedan avtar laddningen av blybatteriet och det gör att det går mycket snabbare att ladda upp ett Li än med bly.

De avancerade och energitätare Li typerna är ruskigt känsliga för hur man laddar och laddar ur dom, det är mycket små marginaler(arbetsområde) man har att leka med vilket kan ses i de komponenter man tar fram i dag som skall övervaka cellerna, tidigare nöjde man sig tex med 8 bitar nu arbetar man med 16 bitar för att kunna bestämma cellens tillstånd(laddning/urladdning), dvs från 1/256 dels noggrannhet till 1/65536 dels noggrannhet på ca 4 volt!!

Gör man fel blir det en brand som man inte släcker lätt eller bara förstörda celler.

Det krävs syre för att det ska brinna fast det räcker med syret som finns i cellerna, ungefär som med raketbränsle som kan brinna i rymden.

Svar nej. Det som det handlar om är att stora energimängder kommer lösa. Kommer lösa p g a en sorts eskalerande kortslutningsmekanism som sprider sig från cell till cell. Detta kallas även "termisk rusning".

Sedan kan det, förutom ovanstående, även frigöras syre inne i cellerna. Detta syre kan då reagera med grafiten i den ena elektroden och därmed sätta ytterligare fart på processen.

Enda sättet att få stopp på detta är att få till en effektiv nedkylning, lämpligtvis då med stora mängder vatten.

Termisk rusning är inte en brand, det är en reaktion som skapar snabb värmeutveckling.
Värmen kan frigöra internt syre som kan antändas, branden är självförsörjande på syre.
En beskrivning som kanske inte är helt hundra men ungefär så är det nog.

Ursäkta att man inte är ingenjör eller ubåtsman. ...Men, varför inte använda bränslecellsteknologi (som torde vara tyst som en mus) för alstrande av ström för bl.a. framdrivningen av ubåt?

Finns ju bränsleceller till stora segelbåtar som drivs av någon form av alkohol så det borde väl "bara vara att ha en stor tank" med sådan alkohol o sedan smyga som en liten mus där nere under ytan.

Eller, är jag helt lost in space?

https://en.wikipedia.org/wiki/Air-independent_propulsion#Fuel_cells

I den nye U212-CD designet vurderes Lithiumbatterier nå, å gå vekk fra hydrogenceller altså.