锂离子电池在航天领域的应用

深圳市华睿新创科技有限公司     ——陈工

应用于航天领域的蓄电池必须可靠性高，低温工作性能好，循环寿命长，能量密度高，体积和重量小，以降低发射成本。从目前锂离子电池具有的性能特性看（如自放电率小、无记忆效应、比能量大、循环寿命长、低温性能好等），锂离子电池比原用Cd-Ni电池或Zn/Ag2O电池组成的联合供电电源要优越得多。特别是从小型化、轻量化角度看，对航天器件是相当重要的。因为航天器件的质量指标往往不是按千克计算的，而是按克计算。而且Zn/Ag2O电池必须在12~18个月更换一次，而锂离子电池的寿命较之长十几倍。
    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。以下为收集到的部分资料。
    2000年11月16日发射的STRV-1d航天器首次采用了锂离子电池，该航天器采用的锂离子电池的比能量为100W•h/kg。
    2001年10月22日发射升空的卫星也使用锂离子电池作为其储能电源。这颗带有3件科学仪器的航天器质量只有95kg，采用6节9A•h的锂离子电池组，质量为1.87kg，比能量为104W•h/kg。每月进行400次充放电循环，放电深度为8%~15%。地面实验按30%DOD低轨道制度进行了16000次循环寿命考核，电池组的放电电压从23V下降到22.2V，表现出优异的循环寿命性能。
    2003年欧空局（ESA）发射的ROSETTA平台项目也采用了锂离子电池组，电池组的能量为1070W•h，分为3个模块，质量为9.9kg，比能量为107 W•h/kg。ROSETTA平台的的着陆器也采用了锂离子电池作为储能电源，电池组的质量为1.46kg，比能量为103 W•h/kg。
    2003年欧空局（ESA）在2003年发射的火星快车项目的储能电源也采用了锂离子电池，电池组的能量为1554 W•h，电池组的质量为13.5kg，比能量为115 W•h/kg。地面模拟实验进行了9280次循环，放电深度为5%~67.55%。火星着陆器——猎犬2也采用了锂离子电池。此外，美国航天局（NASA）2003年发射的勇气号和机遇号卫星探测器也采用了锂离子电池，欧空局（ESA）计划还有18颗航天器采用锂离子电池作为储能能源。