福州科研力量深度参与！中国空间站锂电原位实验1月7日成功实施
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1月7日，由中国科学院大连化学物理研究所牵头、福建籍科研团队提供关键技术支持的“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目，在中国空间站圆满完成在轨实验。神舟二十一号航天员乘组顺利执行操作任务，载荷专家、中科院大连化物所研究员张洪章全程指导，福州本地高校及材料实验室也参与了前期地面验证与数据建模工作。
该实验聚焦微重力环境下锂离子电池性能演化机制，旨在破解长期制约我国深空探测能源系统可靠性的技术瓶颈。科技日报记者采访了项目核心专家杨晓飞研究员，围绕研究目标、环境影响与应用前景展开深入解读。
为何要在太空做锂电实验？——来自福州科研协作视角的追问
锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命与高安全性，已成为我国空间站及探月、探火任务的核心储能装置。但当前航天电源研发面临两大现实难题：一是电场与重力场对电解液中离子迁移的耦合作用难以分离解析；二是地面模拟无法真实复现微重力条件下的界面反应行为——这正是福州大学新能源材料课题组近年来持续配合攻关的重点方向。
为规避风险，工程实践中普遍采用“浅充浅放”策略延长电池寿命，却牺牲了约15%—20%的能量输出效率。本项目创新性融合空间在轨实验与福建本地搭建的微重力模拟平台数据，构建多尺度电化学响应模型，首次实现对锂离子在电极/电解液界面动态行为的高精度原位观测。
微重力如何改写电池“化学语言”？
在太空微重力环境中，电解液不再受自然对流驱动，其润湿性、分布均匀性及离子输运路径均发生本质变化。杨晓飞指出：“这种改变直接拖慢电荷转移速率，削弱充放电效率，并显著加剧锂枝晶析出风险——而枝晶正是引发热失控的关键诱因。”
具体表现为：电极表面浓度梯度趋于平缓，导致局部副反应（如电解液分解）加速；固液界面相变动力学失稳，影响SEI膜稳定性；金属锂沉积形貌由地面的致密层转为疏松针状结构。这些发现，已在福州高新区某航天配套企业开展的地面验证中得到初步印证。
从空间站到福州智造：成果将如何落地？
本次实验重点突破三大方向：一是建立重力-电场双场耦合下离子输运的解耦分析方法；二是实现金属锂沉积过程的毫秒级原位光学成像；三是揭示电极材料在充放电循环中固液界面相变的动力学规律。
研究成果将直接支撑新一代空间智能能源管理系统开发，提升电池在极端工况下的自适应能力。未来，相关模型算法有望在福州物联网能源云平台中集成应用，也为福建加快布局商业航天电池供应链提供核心技术依据。
(责编：罗知之、陈键)
