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锂电池在航空航天领域的应用分析

锂电池在航空航天领域的应用分析

来源:
2021/03/26 16:51
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【摘要】:

  航空航天领域的应用

  用于航天工业的电池必须具备高可靠性、低温性能好、循环寿命长、能量密度高、体积小、重量轻等特点,才能降低发射成本。从目前的锂电池的性能特征(如自放电率低,没有记忆效应,特定能量大,循环寿命长,低温性能,等等),锂电池是比原来的Cd-Ni电池或锌/ Ag2O电池组成的联合供电。特别是从微型化和轻量化的角度来看,它对航天设备的发展具有重要意义。因为空间分量的质量指数通常不是用千克来衡量的,而是用克来衡量的。此外,锌/Ag2O电池必须每12至18个月更换一次,而锂电池的续航时间则是锌/Ag2O电池的10倍以上。

  锂电池在空间电源领域的应用已进入工程应用阶段。到目前为止,已经有十几艘飞船使用锂电池进行能量存储。以下是收集到的一些信息。

  2000年11月16日发射的STRV-1D航天器首次使用锂电池,比能量为100W?H/kg。

  这颗于2001年10月22日发射的卫星也使用锂电池来储存能量。这艘宇宙飞船携带3个科学仪器,重量仅95公斤,6个9A?H锂电池,质量1.87kg,比能量104W?H/kg。每月充放电400次,放电深度为8%~15%。基于30%DOD低轨道系统,地面实验进行了16000次循环寿命评估,电池放电电压从23V降至22.2V,显示出良好的循环寿命性能。

  欧洲航天局(ESA)于2003年启动的罗塞塔平台项目也使用了锂电池组。电池组是1070瓦?H,分为三个模块,质量为9.9kg,比能107W?H/kg。“罗塞塔”号着陆器还使用锂电池进行能量存储,其质量为1.46公斤,比能量为103瓦?小时/公斤。

  2003年由欧洲航天局(ESA)启动的火星快车项目也使用锂电池。电池组是1554瓦?H,电池组质量为13.5kg,比能为115W?H/kg。地面模拟实验共进行了9280次循环,放电深度范围为5% ~ 67.55%。火星探测器猎犬2号也使用锂电池。此外,美国宇航局在2003年发射的勇气号和机遇号卫星上使用了锂电池,欧洲航天局(ESA)计划在其他18个航天器上使用锂电池存储能量。

  与其他电池相比,锂电池具有比能量、比功率等突出的优势。自20世纪90年代初发展以来,锂电池已成为性能综合的最佳电池系统。特别是技术的发展,由于其轻、薄,可以设计成任何形状的电池和良好的安全性优点,使锂电池的应用得到了进一步的扩展。锂电池的生产和销售保持了快速增长。

  20世纪90年代,锂电池倾向于用于便携式电子产品。随着电池设计技术的提高和新材料的出现,锂电池的应用范围不断扩大。市民已经不再使用信息产品(手机、掌上电脑、笔记本电脑等)。扩展能量传输(电动汽车、网格达到顶峰,太阳能和风能储能电站),军事的报道海(潜艇、水下机器人),土地(陆军士兵系统,机器人战士)、空气(无人机)、空气(卫星、飞船),etc.Lithium-ion电池技术不仅是一个工业技术,和相关的发展信息产业的基础之一是新能源产业的发展,已成为现代和未来生活和军事装备中不可缺少的重要食品之一。

 

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