Het project “In-situ onderzoek naar elektrochemische optische technologie van Lithium-ionbatterijen Het "voor ruimtevaarttoepassingen"-programma is uitgevoerd op het Chinese ruimtestation, waarbij de astronautenbemanning gezamenlijk experimenten in een baan om de aarde uitvoerde.
Lithium-ionbatterijen, Vanwege hun hoge energiedichtheid, lange levensduur en hoge veiligheid en betrouwbaarheid vormen ze het "energiehart" van moderne ruimtevaartmissies. Huidig onderzoek naar lithium-ionbatterij Het onderzoek naar prestaties heeft zich verdiept in de microscopische mechanismen, waarbij de verdeling van chemische stoffen binnen de elektrolyt een kernfactor is die het vermogen en de levensduur van de batterij bepaalt.
Bij experimenten op aarde is het zwaartekrachtveld echter altijd verweven met het elektrische veld, waardoor het moeilijk is om de invloed van de zwaartekracht op interne batterijprocessen afzonderlijk te bepalen. De unieke microzwaartekrachtomgeving van de ruimte biedt een ideaal experimenteel veld om dit onderzoeksprobleem te overwinnen, waardoor een zuiverder onderzoek mogelijk is naar belangrijke processen zoals ionentransport, -insertie en -extractie binnen de batterij. De microzwaartekrachtomgeving brengt echter ook nieuwe uitdagingen met zich mee: het gedrag van de vloeistof in de batterij verschilt aanzienlijk van dat op aarde, wat mogelijk kan leiden tot verminderde batterijprestaties en verhoogde veiligheidsrisico's.
Het project “In-situ elektrochemisch en optisch onderzoek van Lithium-ionbatterijen Het project "For Space Applications" heeft als doel de impactmechanismen van de microzwaartekrachtomgeving op belangrijke interne batterijprocessen direct te observeren en te analyseren, en zo sterk wetenschappelijk bewijs te leveren voor het verbeteren van de efficiëntie van energiesystemen in ruimtevaartuigen.
Tijdens het experiment voerden payloadspecialisten, op basis van wetenschappelijk inzicht, in-situ optische observatie-experimenten uit met lithium-ionbatterijen onder microzwaartekrachtomstandigheden. Ze maakten beelden van het volledige proces van lithiumdendrietengroei, stelden de elektrochemische experimenten nauwkeurig af, voerden de experimentele procedures correct uit, bewaakten de experimentele status in realtime en identificeerden en registreerden belangrijke wetenschappelijke verschijnselen. De proactieve rol van de payloadspecialisten is een cruciale garantie voor het verkrijgen van nieuwe verschijnselen, ontdekkingen en resultaten binnen het project.
Het is de verwachting dat de voortgang van dit experiment de cognitieve belemmeringen met betrekking tot het koppelingseffect tussen zwaartekracht- en elektrische velden zal doorbreken, de verdere ontwikkeling van fundamentele elektrochemische theorieën zal bevorderen en een basis zal bieden voor het optimaliseren van de huidige batterijsystemen in de ruimte en het ontwerpen van de volgende generatie ruimtesystemen met een hoge energiedichtheid en hoge veiligheid. batterijen.
