科技日报记者 陆成宽
记者7日获悉，中国空间站成功开展锂离子电池在轨实验，该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有力的科学依据。神舟二十一号航天员乘组在轨共同完成了实验操作。作为载荷专家，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了他的专业优势。
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。目前，对电池性能的研究已经深入到微观机制层面，尤其是电解液内部化学物质的分布状态，直接影响着电池的功率和寿命。然而，在地面实验中，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。
太空的微重力环境，为突破这一难题提供了独特条件。在这里，科学家可以更纯粹地观察电池内部离子的运动、电极材料的反应等关键过程。但微重力环境也为实验带来了新挑战——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。
在本次实验中，载荷专家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，并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。
据悉，本次锂离子电池上行实验的推进，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，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。
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