实验概述与目标 - 中国空间站成功开展锂离子电池在轨实验 旨在直接观测与解析微重力环境对电池内部关键过程的影响机理 为提升航天器能源系统效能提供科学依据 [1] - 神舟二十一号航天员乘组在轨共同完成实验操作 载荷专家中国科学院大连化学物理研究所研究员张洪章在实验中充分发挥专业优势 [1] 实验背景与科学意义 - 锂离子电池是现代航天任务的“能量心脏” 具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点 [1] - 地面实验中 重力总是与电场混合在一起 导致很难单独研究重力对电池内部过程的影响 [1] - 太空的微重力环境为突破重力与电场耦合作用的认知难题提供了独特条件 [2] - 本次实验有望突破重力场与电场耦合作用的认知瓶颈 推动电化学基础理论的进一步发展 [2] 实验内容与挑战 - 在微重力环境下开展了锂离子电池的原位光学观测 全程记录了锂枝晶生长的动态影像 [2] - 完成了电化学实验的精细调节、流程控制、状态监控以及对关键科学现象的识别与记录 [2] - 微重力环境下电池内部液体行为与地面差异显著 可能导致电池性能下降、安全性风险增加 [2] 潜在应用与影响 - 实验为优化目前在轨电池系统、设计下一代高比能高安全太空电池提供依据 [2]