中國粉體網(wǎng)訊 2025年10月30日，神舟二十一號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心召開。經(jīng)空間站應(yīng)用與發(fā)展階段飛行任務(wù)總指揮部研究決定，神舟二十一號航天員乘組由航天駕駛員張陸、航天飛行工程師武飛、載荷專家張洪章3名航天員組成，張陸任指令長。
其中，張洪章為中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任潔凈能源國家實驗室（籌）高性能儲能電池關(guān)鍵材料研究組（DNL1701）課題組長，大連化物所張大煜青年學(xué)者。從事大規(guī)模儲能電池關(guān)鍵材料與技術(shù)研究，包括全釩液流電池、鋰硫電池、鋰氟化炭電池、鋰離子電池、超級電容器和鉛碳電池。
2008年，張洪章從山東大學(xué)化學(xué)工程本科畢業(yè)，考入了中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)工程碩博連讀，從博士期間到2013年畢業(yè)后進(jìn)入中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所工作，再到目前，張洪章一直在與各類“電池”打交道。張洪章表示：“2008年，北京采取了一系列控制空氣污染強(qiáng)有力的措施，帶來了長達(dá)兩個月的‘奧運(yùn)藍(lán)’。那時候我就開始關(guān)注環(huán)保的重要性，能源的清潔利用肯定是未來的發(fā)展趨勢，相關(guān)的研究前景看好。”
張洪章研究員團(tuán)隊開發(fā)了一款鋰硫電池，該電池具有較高的比能量，續(xù)航能力很強(qiáng)，在國防、軍事和無人機(jī)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
張洪章說：“這種電池的關(guān)鍵材料是正極、負(fù)極、隔膜、電解液，這些都是國際儲能電池研發(fā)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。”從2013年以來，張洪章在導(dǎo)師張華民研究員的支持下帶領(lǐng)團(tuán)隊成功突破了高性能、低成本的鋰硫儲能電池所用的關(guān)鍵材料——正極、電解液、隔膜的制備技術(shù)，并深入闡釋了材料結(jié)構(gòu)與性能之間的構(gòu)效關(guān)系。尤其是開發(fā)出一類比表面超過2000平方米/克的分級孔碳材料，其孔體積大于8立方厘米/克，孔徑從微米到納米尺度成梯度有序分布，用該材料制備的鋰硫電池正極的活性物質(zhì)比容量可以達(dá)到1500mAh/g以上。
張洪章研究員團(tuán)隊在上述材料基礎(chǔ)上開發(fā)出一系列不同容量的軟包裝鋰硫二次電池和一次電池，其中二次電池的器件比能量可以達(dá)到600Wh/kg，一次電池的器件比能量超過900Wh/kg，體積比能量超過1200Wh/L。
針對鋰離子電池低溫性能差的問題，張洪章研究員團(tuán)隊開發(fā)出了大倍率、全天候鋰離子電池正極材料。該材料在零下40℃的條件下，可以充進(jìn)和放出室溫條件下80% 的容量，超過商品化磷酸鐵鋰、三元等鋰離子電池正極材料。
張洪章研究員團(tuán)隊研究出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋰離子超級電容器，其兼具高比功率、高比能量的技術(shù)優(yōu)勢，在電動車、大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
張洪章研究員團(tuán)隊還研究出一種鉛炭電池，是鉛酸電池的升級產(chǎn)品，充放電循環(huán)次數(shù)大幅增加，從而大幅延長了使用壽命。在這項技術(shù)中，開發(fā)低成本、低析氫、抑制硫酸鹽化的炭材料是關(guān)鍵。張洪章表示：“我們開發(fā)出一類鉛炭電池用碳材料，并在風(fēng)帆集團(tuán)的生產(chǎn)線上進(jìn)行了規(guī)模化生產(chǎn)。使用該材料的鉛炭電池成本比鉛酸電池高8% 到10%，但是循環(huán)壽命比鉛酸電池延長了4 倍。”
據(jù)了解，此次神舟二十一號載人飛行任務(wù)的主要目的是：與神舟二十號乘組完成在軌輪換，在空間站駐留約6個月，開展空間科學(xué)與應(yīng)用工作，實施航天員出艙活動及貨物進(jìn)出艙，進(jìn)行空間碎片防護(hù)裝置安裝、艙外載荷和艙外設(shè)施設(shè)備安裝與回收等任務(wù)，開展科普教育和公益活動，以及空間搭載試驗，持續(xù)發(fā)揮空間站綜合應(yīng)用效益。
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，電池性能在能量密度、安全性、環(huán)境適應(yīng)性、壽命及充電速度等方面實現(xiàn)了顯著提升，為航天器電源系統(tǒng)提供了更可靠、高效的解決方案。張洪章研究員作為我國電池領(lǐng)域的專家，此次登空將作戰(zhàn)在第一線，為我國未來航空航天技術(shù)的突破做出卓越貢獻(xiàn)。
信息來源：
中國科學(xué)院大連化物所、央視新聞、高科技與產(chǎn)業(yè)化
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡）
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