详解锂离子电池在航天领域的应用

目前，全球正在上演一场交通领域的绿色革命，新能源汽车电动化的浪潮正方兴未艾，特种领域的电动化也席卷而来。国际上锂离子电池在空间电源领域的应用已进入工程化应用阶段。目前已经有十几颗航天器采用了锂离子电池作为储能电源。

锂离子电池具有能量密度高、安全性高、循环寿命长、充放电倍率高、工作温度范围宽、环境污染小等诸多优点，较其他电池有较强的优势，未来在电动特种领域将得到广泛应用。

在深空探测领域，由于航天器要进行长距离飞行，锂离子电池的高比能量、低自放电的优势尤为突出，在近几年开展的深空探测计划中，均采用了锂离子电池作为储能电源。如：欧空局(ESA)发射的SMART-一月球探测器、火星快车、美国NASA发射的勇气号和机遇号火星探测器等。我国月球探测二期也计划采用锂离子电池作为者陆器和月球车的储能电源。

由于锂离子电池的比能量高达125wh/kg，远远高于目前应用的氢镍电池60wh/kg的比能量，关于一颗20kw功率的高轨道卫星，采用锂离子电池组代替氢镍电池组，电池组的重量可以节约300kg以上。

锂离子电池的出现已经有30多年了，很多特种科技、轨道交通、航天特种等国家级高精尖工程都要用到锂离子电池，说明锂离子电池的技术已经非常成熟和完善。锂离子电池代表了航天器储能设备的发展方向，是航天器的第三代储能器。它具有轻重量、体积小、无记忆效应、适应温度广等优点，是目前主流应用的镉镍、氢镍电池的替代产品。航天用锂离子电池的能重比为90～110Wh/kg，相关于氢镍电池45～60Wh/kg的指标，优势明显。

锂离子电池作为新型能源开始进入航天电源产品逐渐替代镉镍电池,为了适应锂离子电池的使用特性,一套全新的锂离子电池管理控制系统是确保锂离子电池正常工作的关键。目前包括国际空间站的储备能源系统和宇航员的舱外活动装置等都采用了锂离子电池作为储能电源，关于载人航天，NASA优先考虑的就是安全性，如何防止锂离子电池热失控以及抑制热失控在电池之间的传播，保障宇航员的安全是NASA要优先考虑的问题。

特种航天、船舶舰艇等领域也对锂离子电池提出了更高能量密度和功率密度的要求，而纳米硅碳材料也是现阶段最具有开发潜力的锂离子电池负极材料，其应用前景非常广阔。