鋰離子電池在航天領域的應用

深圳市華睿新創科技有限公司     ——陳工

應用于航天領域的蓄電池必須可靠性高，低溫工作性能好，循環壽命長，能量密度高，體積和重量小，以降低發射成本。從目前鋰離子電池具有的性能特性看（如自放電率小、無記憶效應、比能量大、循環壽命長、低溫性能好等），鋰離子電池比原用Cd-Ni電池或Zn/Ag2O電池組成的聯合供電電源要優越得多。特別是從小型化、輕量化角度看，對航天器件是相當重要的。因為航天器件的質量指標往往不是按千克計算的，而是按克計算。而且Zn/Ag2O電池必須在12~18個月更換一次，而鋰離子電池的壽命較之長十幾倍。
    國際上鋰離子電池在空間電源領域的應用已進入工程化應用階段。目前已經有十幾顆航天器采用了鋰離子電池作為儲能電源。以下為收集到的部分資料。
    2000年11月16日發射的STRV-1d航天器首次采用了鋰離子電池，該航天器采用的鋰離子電池的比能量為100W?h/kg。
    2001年10月22日發射升空的衛星也使用鋰離子電池作為其儲能電源。這顆帶有3件科學儀器的航天器質量只有95kg，采用6節9A?h的鋰離子電池組，質量為1.87kg，比能量為104W?h/kg。每月進行400次充放電循環，放電深度為8%~15%。地面實驗按30%DOD低軌道制度進行了16000次循環壽命考核，電池組的放電電壓從23V下降到22.2V，表現出優異的循環壽命性能。
    2003年歐空局（ESA）發射的ROSETTA平臺項目也采用了鋰離子電池組，電池組的能量為1070W?h，分為3個模塊，質量為9.9kg，比能量為107 W?h/kg。ROSETTA平臺的的著陸器也采用了鋰離子電池作為儲能電源，電池組的質量為1.46kg，比能量為103 W?h/kg。
    2003年歐空局（ESA）在2003年發射的火星快車項目的儲能電源也采用了鋰離子電池，電池組的能量為1554 W?h，電池組的質量為13.5kg，比能量為115 W?h/kg。地面模擬實驗進行了9280次循環，放電深度為5%~67.55%?；鹦侵懫鳌C犬2也采用了鋰離子電池。此外，美國航天局（NASA）2003年發射的勇氣號和機遇號衛星探測器也采用了鋰離子電池，歐空局（ESA）計劃還有18顆航天器采用鋰離子電池作為儲能能源。