乐鱼 揭秘天外微重力下锂电板性能变化机制
发布日期：2026-02-23 11:52 点击次数：182
1月7日，记者从中国科学院获悉，“面向空间诳骗的锂离子电板电化学光学原位商量”技俩奏效在中国空间站内开展。神舟二十一号航天员乘组在轨共同完成了履行操作。行为载荷各人，中国科学院大连化学物理商量所商量员张洪章在履行中充分证实了其专科上风。
该技俩有哪些商量想法？这个履行是何如具体开展的？天外微重力环境对履行有何影响？履行规模往时有哪些诳骗？针对以上问题，科技日报记者采访了经营各人。
第一问：技俩商量想法是什么？
锂离子电板因能量密度高、轮回寿命长和安全可靠性高，已成为空间站、深空探伤等航天任务的首选储能系统。
“现时航天任务对电源的商量，主要都集在微纳米圭臬下电极名义离子在溶液中的传输、镶嵌与脱出机理，尤其和蔼电场中离子的动态行动。”中国科学院大连化学物理商量所商量员杨晓飞说，“但是，这一商量濒临两大挑战：一是离子浓度梯度同期受电场和重力场的影响，难以将二者分袂进行寂寞分析；二是大地履行无法十足模拟真实的天外微重力环境，难以揭示锂离子电板在微重力下的性能变化与衰减机制。”
{jz:field.toptypename/}正因如斯，在实质航天诳骗中，工程师每每摄取“浅充浅放”的保守战略来蔓延电板寿命，但这也在一定进程上点燃了电板的能量输出效率。
“本技俩旨在整合在轨履行与大地模拟履行，系统商量微重力环境对锂离子电板性能的影响机制，得回高精度履行数据，并据此提倡优化想象有蓄意，以晋升锂离子电板在航天任务中的环境稳妥性与性能证实。”杨晓飞说，本次履交运器具备高精度数据集聚与及时监测功能的电化学履行成就及电化学原位池，完成了在轨锂离子原位电化学进程商量。
第二问：天外微重力环境对履行有何影响？
“在微重力环境下，锂离子电板里面的电解液行动会发生根人性篡改。电解液的流动样式、散布均匀性以及对电极材料的润湿效果，leyu体育均与大地常态重力要求下存在权贵各别。”杨晓飞强调，这些变化会径直裁减离子在电解液中的传输效率，篡改电极名义的电化学反馈速度，并加重锂枝晶的滋长，从而径直影响电板的轮回寿命与安全性。
“比如，在天外微重力环境中，电极与电解液界面的反馈能源学特色可能发生权贵变化。一方面，重力引起的液体当然流动松开，使得离子迁徙变慢，导致电极名义的电荷诊治速度下落，进而影响电板的充电和放电效率；另一方面，电解液中物资浓度散布的各别也会发生篡改，这可能加重电解液的领悟等副反馈，使电板容量更快下落。”杨晓飞例如谈。
第三问：履行效果往时有哪些诳骗？
杨晓飞先容，这项履行主要从三个要道所在伸开攻关：领先，在微重力环境下，开展离子输运多场耦合与解耦分析；其次，对金属锂千里积行动进行原位不雅测；终末，系统解析电极材料固液相变中的界面能源学机制。
“这些商量有望冲突现时对重力场与电场耦合机制的领路局限，进而股东变成新一代空间储能解决战略。最终，商量效果将从根蒂上晋升航天器能源系统的举座效劳，为往时载东谈主登月、火星探伤等要害深空任务提供要道技能撑执。”杨晓飞说。
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