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介紹鋰電池在航天的應(yīng)用領(lǐng)域

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:880次  |  2023年05月15日  

鋰離子電池具有能量密度高、安全性高、循環(huán)壽命長、充放電倍率高、工作溫度范圍寬、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點(diǎn),較其他電池有較強(qiáng)的優(yōu)勢,未來在電動領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛應(yīng)用。


在深空探測領(lǐng)域,由于航天器要進(jìn)行長距離飛行,鋰離子電池的高比能量、低自放電的優(yōu)勢尤為突出,在近幾年開展的深空探測計(jì)劃中,均采用了鋰離子電池作為儲能電源。如:歐空局(ESA)發(fā)射的SMART-一月球探測器、火星快車、美國NASA發(fā)射的勇氣號和機(jī)遇號火星探測器等。我國月球探測二期也計(jì)劃采用鋰離子電池作為者陸器和月球車的儲能電源。


由于鋰離子電池的比能量高達(dá)125wh/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前應(yīng)用的氫鎳電池60wh/kg的比能量,關(guān)于一顆20kw功率的高軌道衛(wèi)星,采用鋰離子電池組代替氫鎳電池組,電池組的重量可以節(jié)約300kg以上。


鋰離子電池的出現(xiàn)已經(jīng)有30多年了,很多特種科技、軌道交通、等國家級高精尖工程都要用到鋰離子電池,說明鋰離子電池的技術(shù)已經(jīng)非常成熟和完善。鋰離子電池代表了航天器儲能設(shè)備的發(fā)展方向,是航天器的第三代儲能器。它具有輕重量、體積小、無記憶效應(yīng)、適應(yīng)溫度廣等優(yōu)點(diǎn),是目前主流應(yīng)用的鎘鎳、氫鎳電池的替代產(chǎn)品。航天用鋰離子電池的能重比為90~110Wh/kg,相關(guān)于氫鎳電池45~60Wh/kg的指標(biāo),優(yōu)勢明顯。


鋰離子電池作為新型能源開始進(jìn)入航天電源產(chǎn)品逐漸替代鎘鎳電池,為了適應(yīng)鋰離子電池的使用特性,一套全新的鋰離子電池管理控制系統(tǒng)是確保鋰離子電池正常工作的關(guān)鍵。目前包括國際空間站的儲備能源系統(tǒng)和宇航員的艙外活動裝置等都采用了鋰離子電池作為儲能電源,關(guān)于載人航天,NASA優(yōu)先考慮的就是安全性,如何防止鋰離子電池?zé)崾Э匾约耙种茻崾Э卦陔姵刂g的傳播,保障宇航員的安全是NASA要優(yōu)先考慮的問題。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

航天、船舶艦艇等領(lǐng)域也對鋰離子電池提出了更高能量密度和功率密度的要求,而納米硅碳材料也是現(xiàn)階段最具有開發(fā)潛力的鋰離子電池負(fù)極材料,其應(yīng)用前景非常廣闊。



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