中國空間站開展鋰離子電池微重力原位實驗
1月7日消息，“面向空間應用的鋰離子電池電化學光學原位研究”項目近日已在中國空間站正式展開。神舟二十一號航天員乘組協同操作，中國科學院大連化學物理研究所研究員、載荷專家張洪章憑借其深厚的專業背景，在軌主導并完成了關鍵實驗環節。
鋰離子電池被譽為現代航天器的“能量心臟”，其高能量密度、長循環壽命和優異的安全可靠性，使其成為深空探測、空間站運行乃至未來月球與火星基地建設不可或缺的核心能源組件。
然而，隨著任務復雜度提升，對電池性能的要求也日益嚴苛。尤其是在極端環境下，如微重力、強輻射、大幅溫變等條件下，電池內部的電化學行為可能發生顯著變化，直接影響航天器的可靠性和壽命。
地面實驗室雖能模擬部分空間環境，但始終無法擺脫地球重力的干擾，難以單獨厘清重力對電池內部過程的影響。而中國空間站提供的長期、穩定微重力環境，恰好為這一難題提供了“天然實驗室”。
在此環境中，研究人員能夠更純粹地研究電池內部離子傳輸、嵌入脫出等關鍵過程。不過，微重力環境也為實驗帶來了新挑戰——電池內部液體行為與地面差異顯著，可能導致電池性能下降、安全性風險增加。
本次“面向空間應用的鋰離子電池電化學光學原位研究”項目，旨在直接觀測與解析微重力環境對電池內部關鍵過程的影響機理，為提升航天器能源系統效能提供有力的科學依據。
實驗過程中，載荷專家張洪章研究員基于科學判斷，開展微重力環境下的鋰離子電池原位光學觀測實驗，全程獲取鋰枝晶生長全流程影像，完成精密電化學實驗的精密調節、實驗流程的精確執行、實驗狀態的實時監控、關鍵科學現象的識別與記錄等。載荷專家的主觀能動性將是本項目獲取新現象、新發現、新成果的重要保障之一。
中國科學院表示，本次鋰離子電池上行實驗的推進，有望突破重力場與電場耦合作用的認知瓶頸，推動電化學基礎理論的進一步發展，為優化目前在軌電池系統、設計下一代高比能高安全太空電池提供依據。
