据7日来自中国科学院消息，“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目已在中国空间站内开展，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。

锂离子电池因能量密度高、循环寿命长和安全可靠性高，是现代航天任务的“能量心脏”。当前，对锂离子电池性能的研究已深入到微观机理层面，其中电解液内部化学物质的分布状态，是决定电池功率和寿命的核心因素之一。

锂离子原型电池。图源中国科学院大连化学物理研究所

然而在地面实验中，重力场始终与电场交织在一起，难以单独厘清重力对电池内部过程的影响。太空独有的微重力环境，为突破这一科研瓶颈提供了理想实验场，在太空能够更纯粹地研究电池内部离子传输、嵌入脱出等关键过程。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。

“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目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。

据悉，此次实验的推进，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。

内容综合自新华网、科技日报