JAXA и Hitachi испытают твердотельные литий-ионные батареи в космосе

Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA и Hitachi Shipbuilding Co., Ltd. – первые в мире испытают в космосе полностью твердотельные литий-ионные батареи. Мы подписали договор о совместных исследованиях по практическому применению аккумуляторов.

JAXA совместно разрабатывают твердотельные литий-ионные батареи с 2016 года в рамках открытого конкурса исследовательских предложений Японского центра аэрокосмических исследований. Полностью твердотельные литий-ионные батареи привлекают внимание как фавориты батарей следующего поколения и, как ожидается, будут установлены на различных устройствах.

Обычно литий-ионные батареи, трудно использовать в суровых космических условиях, где есть большая разница в температуре и вакууме из-за того, что используются жидкости, а диапазон рабочих температур узок. Они устанавливаются внутри оборудования, например, и используется при регулировании температуры.

По этой причине мы совместно изучили и разработали прототипы с целью реализации полностью твердотельной литий-ионной батареи, которую можно использовать даже в условиях вакуума и в суровых условиях – высоких и низких температур. Обе стороны проведут демонстрационный эксперимент на орбите для оценки и проверки прототипа батареи в реальных космических условиях.

В будущем мы планируем разработать оборудование, необходимое для космической демонстрации полностью твердотельных батарей и провести проверочные испытания.

Запустить их на МКС мы планируем после осени 2021 года и провести демонстрационные эксперименты в течение примерно полугода.

При использовании полностью твердотельной литий-ионной батареи контроль температуры не требуется, что позволяет уменьшить размер и вес оборудования, используемого в космической среде, и снизить потребление энергии. Кроме того, можно ожидать, что они будут использоваться в космических аппаратах на Луне и Марсе, которые представляют собой более суровые температурные условия, а также в марсоходах и наблюдательном оборудовании, которое является мобильным и работает на поверхности Луны.

На основе батареи, разработанной Hitachi Shipbuilding в 2016 году, мы будем использовать полностью твердотельную литий-ионную батарею, совместно разработанную JAXA и Hitachi Shipbuilding.

Размер: 65 мм x 52 мм x 2,7 мм

Вес: 25 г

Емкость: 140 мАч (15 ячеек будут подключены параллельно, чтобы обеспечить питание примерно 2,1 Ач)

Поскольку используется твердый электролит, он не затвердевает при низких температурах, а поскольку твердый электролит не разлагается даже при высоких температурах, стабильная работа возможна даже при температуре окружающей среды от -40 ° C до 120 ° C.

Поскольку жидкий материал не используется, утечка жидкости отсутствует, а поскольку твердый электролит является огнестойким, отсутствует риск возгорания, дыма или взрыва.

Реализована конфигурация батареи с минимальным количеством летучих компонентов, и почти нет расширения даже в вакууме.