
一个多世纪以来,各国军队一直将燃料和弹药视为作战续航能力的限制因素。而现在,他们才刚刚开始…… 以同样的认真态度对待电池,随着小型无人系统从小众装备转变为大众消费型武器。最近两党 供应多元化举措 国会、行政当局和国防部采取的举措,为确保无人机电池供应链的独立性和韧性提供了初步动力。进一步的针对性举措可加速建立一个具有竞争力、技术先进的国内及盟国电池和电芯工业基地。
一架无人机的电池可能同时属于三个后勤类别。对于可重复使用的侦察无人机而言,电池的作用与燃料极为相似,因为它决定了飞行续航时间,且必须在下次出击前进行充电或更换。对于单向攻击无人机而言,电池随武器一同发射,并随武器一同耗尽。 在库存中的巡飞弹药中,电池也是一个保质期有限的组件,其性能劣化程度将决定该武器在制造数年后能否正常工作。从宏观层面来看,电池已从机身内部的电子元件,转变为编队作战消耗率的一部分。
Benchmark Mineral Intelligence 的估计 报告称,2025年国防领域电池应用的耗电量为4.3吉瓦时,而所有用途的总耗电量约为1.6太瓦时,其中无人机占国防领域电池需求的39%。该 美国国防部的“无人机主导计划” 将从2026年的数万架低成本单程攻击无人机,逐步增加到2027年的20多万架,并优先发展 国内和替代供应 并逐步摆脱对中国供应链的依赖。在可预见的未来,尽管电池动力武器的实际部署数量将变得极为庞大,但军用电池市场的规模在商业层面仍将保持较小,因为商用电池市场的规模大约比军用电池市场大两到三个数量级。
因此,在由电动汽车、电网储能、消费电子产品以及亚洲制造业规模所塑造的电池经济中,国防部门处于价格接受者的地位。虽然国防部门在短期内无法为军事用途建立一个专门的电池生态系统,但它也无法承受商业供应链中那几个可能导致作战行动中断的关键环节出现中断。 有价值的规划问题在于:如果某种电池单元、材料、工艺或充电架构无法获得或价格高昂,军事行动将面临何种影响,以及恢复正常需要多长时间。
一项由三部分组成的无人机电池韧性方案,可统筹当前的工业基础建设工作,并进一步降低全球供应链中断带来的风险。首先,可以几乎立即建立战略电池储备,该储备应针对各类国防应用的具体性能需求量身定制,并统筹初期国防领域的专项需求。 其次,通过专门举措支持国内及盟国的电池制造及相关供应链,可建立具有竞争力的工业基础。第三,利用美国的技术优势和私营部门的创新能力,以及美国在电池化学成分等领域的研发成果,可推动先进无人机的研发,从而为作战人员提供持久的后勤优势。
建立多元化的战略电池储备
军用无人机 这些要求将需要一套电池解决方案,这取决于具体应用场景。可重复使用的情报、监视和侦察系统更重视续航能力、使用寿命、环境适应性以及可充电性。 第一人称视角打击系统则侧重于高功率、低成本、可用性以及足够的能量密度。巡航弹药不仅需要具备保质期和储存稳定性,还需具备巡航续航能力以及末端机动所需的充足动力。拦截器和长航时设计在放电性能、重量、热管理及安全性方面可能提出截然不同的要求。
电池供应链并不会因电池组抵达战场而终止。一架可重复使用的无人机抵达时携带的储能是有限的,且每次出击后都必须对该能量进行恢复。一支部队即使拥有数千架无人机,如果电池供应链脆弱,其作战能力仍可能大打折扣。
在作战环境中,补给——即使从电力角度来看——也总是困难重重。偏远地区可能电网覆盖有限,而发电机不仅需要燃料,还会产生声学、热学和电磁特征。充电时间和备用电池组的比例会限制出动频率。高温和低温都会影响性能和存储。受损的锂电池会引发火灾和化学危害。 一个无法移动、隐蔽或受到保护的充电节点,在作战中可能与加油点一样容易受到攻击。乌克兰战争暴露了这一战术性电力负担,而太平洋地区的突发事件可能会因补给线更长、岛屿阵地分散,以及燃料、弹药、水、传感器、备件和电池之间对稀缺运输能力的竞争,而使这一问题进一步加剧。 陆军近期对战术能源经验教训的分析 来自乌克兰的消息清楚地表明, 将电力描述为一种战术上的必要条件 并重点指出电池电量迅速耗尽、发电机易受损、作业分散以及对弹性电力管理的需求。对于无人机密集编队,电力后勤系统应具备弹性。
库存(或储备)可以争取到恢复生产或确定其他供应来源所需的时间。然而,与 石油或矿石的战略储备, 一个假想的“战略电池储备”需要周密的规划,而不仅仅是找到存放电池的空间。为了满足储备所支撑的短期和中期需求,很可能需要多个存储地点和系统。根据其技术和存储条件不同,符合性能要求的电池可能具有不同的保质期。 一个设计完善的战略储备体系应包含电池翻新环节,或在电池接近使用寿命终点时直接部署。虽然需要对足够数量的电池进行充电后才能使用,但这些电池在储存期间性能不会大幅下降,并且在全球电池供应链中断的情况下,能够通过短期冲突提供韧性保障。
从后勤角度来看,此类储备中的电池将得到持续补充,以确保储备处于随时可用状态,并将更换下来的电池部署到无人机上。 随着电池组向少数几种选定的外形规格进行标准化,政府、主承包商、电芯供应商及相关生产商在存储和充电基础设施方面的后勤工作将变得可控。其目的是填补从供应中断到恢复合格生产之间的空档期。
建立国防电池的国内及盟国供应链
该部门仅靠扩大电池采购规模无法解决这一问题,因为其在整个市场中所占的份额仍然微乎其微。 商用运输和储能领域的需求远超军事需求,且这种局面将持续下去。对于那些既符合军事要求、又能在服务中断时保持可接受的容忍度或能快速恢复的商用产品,国防部门应统一接口标准、整合需求、对多家商用供应商进行资质认证,并从美国及盟国市场广泛采购。
该部门已经朝着这个方向迈进。其电池战略和 FASTBat 等程序侧重于商业应用、通用外形规格和聚合 原本分散的军事需求。部门指导文件已明确指出 小批量定制采购是影响可负担性和稳定采购的障碍,并力求在可行的情况下尽可能利用国内及盟国的商业生产。
由此引发两个问题:如果供应链中断会产生什么后果?恢复需要多长时间?后果较轻且恢复时间较短的供应链应采用商业规模采购。后果严重但商业上可获得且供应集中化的供应链,应拥有多个经过预先资格认证的美国或盟国供应商。 对于恢复时间长、替代品稀少或具有国防特定性能要求的高后果依赖项,需要通过长期合同、产能预留、定向资本支持或在必要时实施主权生产来保障产能。当战略储备能够以比恢复新生产更低廉、更快捷的方式弥补供应中断时,便是合适的。这种方法正是 通常被称为“起爆前物流”。
尽管如此,由美国或盟国公司组装的电池,仍可能依赖中国的电芯、阳极或阴极材料、电解液原料、加工后的锂或石墨、制造设备,或是项目办公室无法察觉的下游供应商。国内组装并不等同于供应链的完全独立。
国会已经在成品电池层面划定了一条界限。 《2024财年国防授权法案》第154条 该法案规定,自2027年10月1日起,该部门不得采购由中国制造商宁德时代(CATL)、比亚迪(BYD)、远景能源(Envision Energy)、EVE Energy、国泰高科(Gotion High-Tech)、Hithium或其继任者生产的电池。 后续计划采取了更严格的措施,包括《2026财年国防授权法案》以及“无人机主导计划”等具体项目,针对受关注的外国实体颁布了各种与电池及电芯相关的限制措施。
"(《世界人权宣言》) 美国政府问责局于2025年发布报告 该部门的供应链追踪工作对总承包商和上游供应商的了解远比对供应链下游的原材料、零部件和设备更为深入。MQ-9无人机就体现了这一问题:其可见的供应商似乎主要集中在美国和欧洲,而另一份 深入分析发现,中国企业在更低层级的子层级中进一步融入. 电池恰恰存在这种风险。
美国创新助力保持无人机物流优势
随着国内无人机项目的规模和复杂性持续扩大,国防工业领域对无人机电池的需求在规模和形态上将发生变化。 更广泛的商业市场将在很大程度上受商业驱动因素影响,若缺乏专门的研究投入,无人机电池创新中针对国防领域的具体需求可能无法实现。因此,任何旨在保障电池安全的广泛产业政策都应将长期研发、加速商业化以及政府创新计划纳入其中。
新型化学品有时可以降低接触风险 以及提供 无人机的新功能 (例如,续航里程更长、载荷更大),但前提是工业基础必须针对该化学体系进行设计。锂硫及其他新兴电池化学体系或许能避免使用当前锂离子电池产业链中集中使用的某些材料。 富硅负极、锂金属、半固态设计,以及最终的固态或金属-空气系统,可能在耐久性、重量、安全性和材料供应方面提供不同的组合方案。
与此同时,在符合资质认证和供应保障条件的情况下,标准电池和通用外形规格应充分利用现有的、规模更大的商业市场。通用接口和充电器、供应商之间的相互认证、可出口的设计以及可预测的采购途径,均可使相关产业形成更深厚的产业基础。
在快速增长的无人机市场中,电池正逐渐成为燃料、弹药和工业脆弱性三者的结合体。军方需要利用商业规模的优势——在此规模下,供应中断对作战的影响有限且恢复迅速;同时,在供应集中可能带来风险的领域,应实现供应来源的多样化并确保其符合资质要求。应在能够弥补供应中断的环节维持轮换库存。 保护那些一旦失效将导致作战能力中断、且恢复时间过长的生产能力。
更先进的电池将延长航程、增加载荷、提高续航能力,并为开展新任务提供可能。但技术优势只有在转化为合格产品——即能够以作战规模进行生产、供应、充电和更换的产品——时,才具有实际意义。
大规模无人机作战使得电池成为衡量作战续航能力的重要指标,也是现代战争取胜的关键。能够再生电能、更换耗尽的电池组,并确保电池供应链中关键子环节正常运转的部队,将能够更长时间地执行更多出动任务。


