《空间用锂离子电池》

《空间用锂离子电池》通常是指针对航天器（卫星、空间站、深空探测器等）应用的锂离子电池技术。这类电池与商用锂电池不同，要求在极端条件下保持高可靠性与长寿命。下面我为你整理一个简要的知识概览：

一、背景

• 航天电源是航天器的“心脏”，需为推进、通信、控制、科学实验等提供稳定能源。

• 传统电池：镍氢电池、银锌电池。

• 新一代趋势：锂离子电池因高能量密度、长寿命、无记忆效应而逐渐替代。

二、空间环境的挑战

1. 真空环境：热传导困难，电池易过热或过冷。

2. 辐射环境：强辐射可能破坏电解液和电极材料。

3. 温度循环：轨道周期内经历 -100 °C ～ +120 °C 的大幅温度波动。

4. 长寿命要求：卫星服役期通常 5–15 年，甚至更长。

三、设计特点

• 高可靠性：采用航空航天级材料，严格筛选与冗余设计。

• 电解液改进：低气体析出，抗辐射。

• 热管理系统：利用热管、隔热层、加热片，保持合适温度。

• 电芯一致性控制：避免循环中电压差扩大。

• 安全设计：具备过压、过流、过温保护。

四、典型性能指标

• 能量密度：150–220 Wh/kg（略低于民用电池，但更稳定）。

• 循环寿命：可达 10,000 次以上充放电。

• 放电深度（DOD）：常规在 20–30%，以延长寿命。

• 自放电率：极低，适应长期储存。

五、应用实例

• 国际空间站（ISS）：2017 年起逐步用锂电池替换镍氢电池。

• 北斗、GPS、通信卫星：普遍采用空间级锂离子电池组。

• 探月与深空探测器：需在极端环境下可靠工作。

六、发展趋势

• 固态电解质锂电池：提升安全性与耐辐射性。

• 高比能材料（硅碳负极、高镍正极）：提升能量密度。

• 智能电源管理：结合 AI 算法预测寿命与健康状态（SOH）。