上世纪90年代末至2012年间,约有10颗小卫星分别推出每年;接下来的六年预测是超过3 000欧洲航天部门有一定几率获得一个主要的全球地位,通过合适的能量存储系统的帮助。
在小型化、标准化和成本降低的推动下,小卫星(纳米卫星)部门正在增长。然而,它成功的关键——为广泛的应用提供高性能——是高效和可靠的能量储存。
欧盟资助的MONBASA项目开始开发能源存储解决方案;符合现有标准和法规,可靠,能源效率高,同时保持轻、紧凑。研究人员设计了新的薄膜组件,这对下一代的高电压全固态锂离子充电电池。
确保安全、坚固性、能量密度、真空兼容性、抗辐射性和操作温度窗等标准,使电池成为空间应用以及物联网(IoT)等其他应用的理想选择。
优于当前的表现
虽然纳米卫星已经变得非常流行,开发商和项目不断增加的数量,MONBASA的出发点是创新的能源存储解决方案甚至可以进一步推动部门。
该小组首先开发基于高电压电极联接和陶瓷固体电解质,与离子传导性比市售的固体电解质高得多的固态电池。作为固体的整合电解液必须达到连续的功能完整的电池,使阴极和电解质之间的接触,是至关重要的。为了全面分析电池界面的物理和化学性质,采用了最先进的分析工具。
接下来的步骤是,以与现有技术卫星传感器的状态研究电池集成,例如微机电系统(MEMS),一个关键的技术,用于先进的卫星传感器和致动器。将溶液进行测试和空间样的条件下验证。
“我们通过处理从微电子技术的玻璃行业中,与超小型卫星的制造兼容的方法。这些都是为了获得高品质的薄膜锂离子电池组件出当前执行的商业组件的关键,”项目协调人米格尔·安赫尔·穆尼奥斯博士解释说。
MONBASA已经证明,在商业液体电解质上测试的薄膜电极寿命比传统商业电极高一个数量级。在实践中,这意味着锂离子电池的电流可以通过改变电极来增加。
理论上液体电解质不应在由MONBASA阴极输送的高电压稳定。然而,该薄膜电池保持其超过2个周期的初始容量的80%以上,在高电流速率和在高电压下集成固体电解质,稳定后,电池的性能将更高。
该项目还发现,对于负电极的MONBASA处理方法中,针对商业参考测试固体电解质与传统电池在70°C下工作时的性能相当。
正如Muñoz博士总结的那样,“蒙巴萨全固态电池有潜力克服太空部门目前面临的商业锂离子电池的挑战。”他解释说:“电池组件寿命越长,故障就越少,卫星寿命也就越长。更小尺寸的薄膜高压电池将允许更小的卫星,降低碰撞风险。以及更宽的温度窗口,将提高极端条件下的安全性和性能。”
确保和扩大关键服务
在它的空间战略在欧洲,欧盟委员会强调了创新的空间数据和技术,为欧洲公民的日常生活中不可缺少的服务的重要性。小卫星是用于新应用特别有用,因为它们是相对便宜的建造和发射,射程目标市场,如电信,农业,运输和环境中得到机会。
这些服务可帮助保护和管理的重要基础设施,加强经济竞争力,为不断增长的人口管理的资源和应对气候变化的压力。“除了太空卫星,该项目成果的其他应用,如物联网和可穿戴的设备,如用于健康监测独立传感器供电的兴趣。”
但是Muñoz博士指出,“未来的努力必须集中在优化界面,使薄膜阴极与薄膜电解质的集成成为可能。与此同时,应该优先考虑升级组件制造。”
提交:航空+国防




