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JAXA将于2021年将所有固态锂离子电池送入太空

2021年3月04日通过杰克赫兹

虽然锂离子电池在消费设备中存在燃烧风险,但日本航空航天开发机构希望在太空中试验所有固态锂离子电池的优点。

看看过去十年里制造的任何消费类电子设备,很有可能是由锂离子电池提供动力的。小而紧凑的锂离子电池是考虑成本、储能和尺寸时的最佳储能解决方案之一。

消费电子产品中的锂离子电池很容易燃烧

消费电子产品中的锂离子电池很容易燃烧。图片由Shmuel De-Leon提供电池大学

然而,锂离子电池并不适合很多情况,因为它们的化学成分使它们极易燃烧.某些应用程序,如太空探索,只能使用LiBs与特殊设备,可以为电池创造一个安全的操作环境。

JAXA现在正在寻找方法,在太空探索中克服这个缺点它将于2021年在太空中开始使用固态锂离子电池(ASSLBs)实验

全固态锂离子电池

传统的锂离子电池由阳极、阴极、隔板和电解质溶液组成,电解质溶液通常是一种溶剂,旨在促进阳极和阴极之间的离子流动。正如AAC撰稿人罗宾·米切尔解释的那样液态电解质正是电池中使锂离子变得危险的部分:由于温度的变化,它容易膨胀,如果阳极和阴极短路,最终燃烧。

锂离子电池和固态锂离子电池的结构差异

锂离子电池和固态锂离子电池的结构差异。图片由三星

另一方面,assb具有类似的结构,但其电解质是固体结构.电解质的固体结构导致了稳定性和安全性的提高。即使电解质被损坏,它仍然保持形态,使其不容易发生短路。

锂离子电池的容量与较小的固态电池相同

锂离子电池的容量与较小的固态电池相同。图片由三星

除此之外,固态电池的能量密度也高于传统的解决方案。斯坦福大学的研究人员发现,液体电解质电池不能使用金属阳极当金属和液体发生反应时,在阳极上形成微结构,从而导致燃烧。

另一方面,固态电池被称为运输技术的“圣杯”,因为它们没有遇到这个问题.使用金属阳极理论上可以使能量密度达到传统溶液的三倍。

JAXA计划向太空发送assb

在太空这样恶劣的环境中,电子产品的安全性绝对是至关重要的,这意味着传统的锂离子电池不一定是最佳雷竞技最新app选择。JAXA很清楚这一点,本周它宣布将最早于2021年秋季在太空中测试固态电池的可行性,这一消息成为头条新闻。

一个ASSLB的样本

一个ASSLB的样本。图片由日立中森公司提供JAXA

为了研究aslbs在太空中的效能,JAXA将进行在轨实验,以评估和验证电池的行为原型。在这个实验中,JAXA的工程师将在国际空间站的支撑系统有效载荷中安装一个ASSLB,并在六个月的时间里观察电池的行为、容量和输出。

i-SEEP/SPySE的渲染

i-SEEP/SPySE的渲染,指出将安装一个ASSLB的位置。图片由JAXA

电池本身约为25克,形状系数为65毫米× 52毫米× 2.7毫米,每个电池的容量约为140毫安时。工程师将把15个电池平行排列,以达到大约2.1 Ah的容量。

为太空探索

开发新的、更安全的、更高容量的能源存储解决方案可以在太空和地球上带来巨大的好处。除了更高的容量外,assb不太容易着火,这意味着它们可以安装在更狭窄的区域而不用担心。通过这种方式,设计具有双管齐下的好处,即在同一区域安装更多的细胞,同时体验到更多的容量。

如果JAXA的实验被证明是富有成效的,该机构希望asslb可以用于未来的行星漫游者,用于下一代的太空探索。