福州科研力量闪耀中国空间站:锂离子电池微重力实验取得新突破
1月7日,新华社记者胡喆从北京报道,由中国科学院主导的“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目,已在天宫空间站正式启动。神舟二十一号乘组在轨协同完成首阶段实验任务,其中来自福建籍科研团队深度参与的载荷专家张洪章研究员,充分发挥其在电化学与空间载荷工程领域的复合优势,为实验顺利实施提供关键技术支撑。
作为航天器能源系统的“核心动力源”,锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命及优异的安全稳定性,被广泛应用于各类空间任务。当前研究已深入至微观反应机理层面——尤其关注电解液中离子分布动态如何直接影响电池输出功率与服役寿命。
地面实验长期受限于重力与电场耦合作用,难以剥离重力干扰以精准解析离子输运、嵌入/脱出等关键过程。而中国空间站提供的稳定微重力环境,正成为破解这一难题的理想平台。值得注意的是,福建高校与中科院海西研究院近年来持续加强空间电化学联合攻关,为本次实验提供了重要理论储备与技术接口。
该项目聚焦微重力条件下锂枝晶演化、界面副反应及电解液润湿行为等核心科学问题,通过原位光学观测与同步电化学调控相结合的方式,实现对电池内部动态过程的全过程、高分辨记录与分析,旨在为空间能源系统效能提升提供原创性科学依据。
实验过程中,载荷专家依托扎实的专业判断能力,在轨精准执行光学成像参数设定、电化学信号采集窗口控制、实时状态判读及异常现象标记等关键操作,全程获取锂枝晶形核—生长—刺穿的完整影像链。这种人机协同的主动式实验模式,显著提升了数据质量与科学发现概率,也为福州未来参与国家重大空间科学任务积累了宝贵经验。
本项研究有望推动电化学基础理论在多场耦合条件下的深化发展,不仅助力优化现役在轨电池管理系统,更为研制下一代高比能、高安全性的国产太空电池提供原理支撑和设计指南。
(责编:卫嘉、白宇)

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