2022年6月16日，接到航天員科研訓(xùn)練中心反饋，航天員在軌對艙外航天服電池進(jìn)行狀態(tài)檢查時，發(fā)現(xiàn)2只單體電池開壓異常下降，其余15只單體電池開壓正常。
接到反饋后，大家十分詫異，我們所研制鋅銀電池滿足了各種苛刻環(huán)境下的使用，為什么這次會出現(xiàn)這種故障？我們組織對該現(xiàn)象進(jìn)行了分析，但是在軌工況復(fù)雜，電池處于微重力環(huán)境，地面無法模擬，并且電池遠(yuǎn)在太空，無法進(jìn)行檢測，只有根據(jù)在軌現(xiàn)象和少量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，故障研究困難重重。
出艙工作在即，任務(wù)迫在眉睫。為了快速解決好故障問題，公司鋅銀電池資深專家們帶領(lǐng)大家開展了深入細(xì)致的排查，根據(jù)電池地面履歷和在軌使用工況，建立了不同的故障模型，研究了三型故障樹排查14項底事件，開展了大量故障復(fù)現(xiàn)試驗。通過對比地面和在軌的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真分析各項機理。
夜半時分，燈火通明，技術(shù)人員爭分奪秒進(jìn)行各項統(tǒng)計、分析、試驗，質(zhì)量人員有條不紊協(xié)調(diào)各項試驗順利開展，電化學(xué)的真相也逐漸呈現(xiàn)。在大家夜以繼日的努力下，對鋅溶解析氫機理、正極板電極電位變化機理、電池充電電壓爬升快的機理進(jìn)行了試驗和論證，發(fā)現(xiàn)故障的原因在于電池以放電態(tài)上行時，會因內(nèi)部所剩余容量過低而導(dǎo)致負(fù)極緩蝕劑失效，電極析氫，正極被氫氣還原，造成電池開路電壓下降，這一故障機理是以往所沒有認(rèn)識到的。
問題的原因找到了，我們也稍舒了一口氣。短暫休整之后，針對故障原因展開了糾正措施的研究工作，技術(shù)人員通過自研地面試驗裝置復(fù)現(xiàn)了故障現(xiàn)象。同時，開展了單體不同剩余容量貯存試驗，根據(jù)試驗結(jié)果制定了針對性的改進(jìn)措施，確定后續(xù)電池上行狀態(tài)為滿電態(tài)并提高了電池放電截止電壓，確保了電池在太空中穩(wěn)定運行。時至今日，電池已經(jīng)可以在軌使用多周次，滿足了在軌使用需求，梅嶺電源在鋅銀電池的探索上有了質(zhì)的飛躍的同時，空間站艙外服電池也為航天員太空漫步做出了保障。
回想故障發(fā)生時的惶恐忐忑，梅嶺電源憑借著過硬的專業(yè)技術(shù)，頂住壓力，合力攻堅，最終克服了困難，也受益匪淺。反思本次故障的發(fā)生，其原因在于對電池特性的認(rèn)知不到位，工程研究還有差距，通過對該問題的探究，技術(shù)人員對電池的特性認(rèn)識、風(fēng)險隱患識別能力進(jìn)一步得到加強。
方寸之間顯功力，細(xì)微之處見真章。在載人航天工程領(lǐng)域，作為航天科研工作者，要敬畏質(zhì)量，秉承品質(zhì)至上的態(tài)度，吃透關(guān)鍵技術(shù)，提升技術(shù)認(rèn)知。梅嶺電源將不斷創(chuàng)造電池的奇跡，為實現(xiàn)中國夢、航天夢再立新功。（文/航天江南梅嶺電源）
