雖然鋰離子電池在消費(fèi)類(lèi)設(shè)備中存在一定的燃燒風(fēng)險(xiǎn)，但日本宇宙研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)希望在太空中測(cè)試所有固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)。

看看過(guò)去十年中生產(chǎn)的任何消費(fèi)電子設(shè)備，它很有可能由鋰離子（Li-Ion）電池供電?？紤]到成本，能量存儲(chǔ)和尺寸，小型緊湊的鋰離子電池是最佳的能量存儲(chǔ)解決方案之一。但是，鋰離子電池不適用于許多情況，因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)成分使其易于燃燒危險(xiǎn)。某些應(yīng)用（例如太空探索）只能將LiB與特殊設(shè)備一起使用，這可以為電池創(chuàng)建安全的操作環(huán)境。

JAXA現(xiàn)在正在尋找解決空間探索這一缺點(diǎn)的方法，宣布它將在2021年開(kāi)始對(duì)太空中的所有固態(tài)鋰離子電池（ASSLB）進(jìn)行試驗(yàn)。

低溫會(huì)降低電池的性能，但目前還不清楚電池在極端太空條件下的表現(xiàn)。這就是為什么日本宇宙研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)在2016年呼吁提出研究建議，并選擇與日立佐森公司合作開(kāi)發(fā)一種可以在太空中運(yùn)行的固態(tài)電池。

日本宇宙研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)將把固態(tài)電池送到國(guó)際空間站，并把它裝在“Kibo”日本研究艙外部的IVA可更換小型暴露實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（i-SEEP）上。該小組將進(jìn)行為期六個(gè)月的測(cè)試，以獲得有關(guān)固態(tài)電池性能的決定性數(shù)據(jù)。

JAXA將使用140毫安時(shí)電池進(jìn)行測(cè)試。它們將與15個(gè)電池相連，形成2.1Ah的電源。如果成功的話，這種電池將更容易在太空中使用，因?yàn)樗鼈儾恍枰窈竦臏囟缺Ｗo(hù)罩。這有助于電池設(shè)計(jì)的小型化和輕量化。

此外，電池不需要加熱，這可以提高太空中電池供電設(shè)備的功耗。該小組希望最終利用這項(xiàng)技術(shù)為月球和火星探測(cè)器以及觀測(cè)設(shè)備提供動(dòng)力。

常規(guī)的鋰離子電池由陽(yáng)極，陰極，隔板和液體電解質(zhì)溶液組成，該溶液通常是旨在促進(jìn)離子在陽(yáng)極和陰極之間流動(dòng)的溶劑。正如AAC的貢獻(xiàn)者RobinMitchell所解釋的那樣，這種液態(tài)電解質(zhì)恰好是使鋰離子變得危險(xiǎn)的電池部分：由于溫度變化，它容易膨脹，如果陽(yáng)極和陰極短路，則最終會(huì)燃燒。

另一方面，ASSLB具有類(lèi)似的配置，但電解質(zhì)是固體結(jié)構(gòu)。電解質(zhì)的固體結(jié)構(gòu)可提高穩(wěn)定性和安全性。即使電解質(zhì)被破壞，它仍然保持形態(tài)，使其不易短路。

除此之外，固態(tài)電池還擁有比傳統(tǒng)解決方案更高的能量密度。斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，液體電解質(zhì)電池?zé)o法使用金屬陽(yáng)極，因?yàn)榻饘贂?huì)與液體發(fā)生反應(yīng)，從而在陽(yáng)極上形成微結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致燃燒。

另一方面，固態(tài)電池被稱(chēng)為運(yùn)輸技術(shù)的“圣杯”，因?yàn)樗鼈儧](méi)有遇到這個(gè)問(wèn)題。理論上，使用金屬陽(yáng)極可使能量密度比傳統(tǒng)解決方案高三倍。

推動(dòng)太空探索

開(kāi)發(fā)新的，更安全，容量更大的儲(chǔ)能解決方案，無(wú)論在太空還是在地球上，都可以帶來(lái)巨大的好處。除了容量更高之外，ASSLB還不易著火，這意味著它們可以安裝在更狹窄的區(qū)域而無(wú)需擔(dān)心。這樣，設(shè)計(jì)具有兩方面的好處，即在同一區(qū)域內(nèi)容納更多的電池單元，同時(shí)還具有更大的容量。

如果JAXA的實(shí)驗(yàn)證明卓有成效，該機(jī)構(gòu)希望ASSLB可以在未來(lái)的行星漫游車(chē)中用于下一代太空探索。