地面科研人员对“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目样品进行包装

1月7日，中国科学院大连化学物理研究所发布消息，“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目已在中国空间站内开展。神二十一乘组共同在轨操作该项目实验，航天员张洪章充分发挥了他作为载荷专家的专业优势。

锂离子电池因具备能量密度高、循环寿命长和安全可靠性高等特点，是现代航天任务的“能量心脏”。当前，科学界对锂离子电池性能的研究已深入到微观机理层面。但在地面实验中，重力场始终与电场交织，难以单独厘清重力对电池内部工作过程的影响。太空独有的微重力环境，能让科研人员更纯粹地研究电池内部离子传输、嵌入脱出等关键过程，为突破这一科研瓶颈提供了理想的实验场。

2025年10月31日，一组锂离子电池承载着科研团队的希望，乘坐神舟二十一号飞船奔赴“天宫”。为了确保旅程顺利，它们不仅有密封和抽真空保护，还拥有特制的“行李箱”。

张洪章是锂离子电池的“老朋友”。他在神二十一乘组与记者见面会上说：“我感到无比幸运的是，参与的科研项目随神舟二十一号任务搭载上行。”实验过程中，张洪章作为载荷专家的主观能动性，是该项目获取新现象、新发现、新成果的重要保障之一。他基于科学判断，开展微重力环境下的锂离子电池原位光学观测实验，全程获取锂枝晶生长全流程影像，完成精密电化学实验的精密调节、实验流程的精确执行、实验状态的实时监控、关键科学现象的识别与记录等工作。

本次研究的目标，是在轨直接观测与解析微重力环境对电池内部关键过程的影响机理，看清它们“体内”发生的细微变化，为提升航天器能源系统效能提供有力的科学依据。实验过程充满挑战。比如，电池内部液体行为与地面差异显著，可能导致电池性能下降、安全性风险增加。

锂离子电池上行实验的推进，有望突破重力场与电场耦合作用的认知瓶颈，推动电化学基础理论的进一步发展，为优化目前在轨电池系统、设计下一代高比能高安全太空电池提供依据。