鋰電世界復(fù)旦大學(xué)昨天發(fā)布消息稱:吳宇平教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組開發(fā)一種新型水鋰電，它顛覆了傳統(tǒng)的鋰電池制作及使用方法，將大大提升鋰電池的安全性和使用效能。吳宇平透露，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，裝備這一新型水鋰電的電動(dòng)汽車，滿電狀態(tài)下行駛距離可達(dá)400公里，而充電時(shí)間僅10秒鐘左右；如應(yīng)用于筆記本電腦、手機(jī)，待機(jī)時(shí)間可增加一倍以上。

    這項(xiàng)研究發(fā)表在最新一期《自然·科學(xué)報(bào)道》雜志，已引發(fā)美國(guó)能源研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)關(guān)注。不過(guò)，吳宇平更希望與國(guó)內(nèi)企業(yè)聯(lián)手合作推動(dòng)新技術(shù)盡早產(chǎn)業(yè)化。

    水鋰電是鋰電池的新突破

    在人們的日常生活中，鋰電池已經(jīng)是司空見慣必不可少的物品。從手機(jī)、電腦到大型機(jī)械設(shè)備、新能源汽車，可以說(shuō)現(xiàn)代社會(huì)生活的許許多多新奇“裝備”是由鋰電池驅(qū)動(dòng)的。對(duì)于普通老百姓來(lái)說(shuō)，對(duì)于鋰電池的要求無(wú)非是更安全——電池在任何情況下都不要突然爆炸；更耐用——電池使用時(shí)能支撐的時(shí)間久一些、距離遠(yuǎn)一些，電池的壽命更長(zhǎng)一點(diǎn)，不用記掛著需要時(shí)常更換；更方便——在通過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能發(fā)出來(lái)的電可以高效率地儲(chǔ)存起來(lái)，給天黑時(shí)、沒(méi)風(fēng)、沒(méi)電的時(shí)候用。人們期待鋰電池有一種新的突破，在這種背景下，水鋰電應(yīng)運(yùn)而生。

    能效高比普通鋰電池多95％

    水鋰電與普通鋰電池相比，為何具備更安全、更耐用的效果，甚至可以解決電動(dòng)汽車的充電難題呢？

    實(shí)驗(yàn)中，吳宇平課題組采用復(fù)合膜將金屬鋰進(jìn)行包覆，而后將其置于在pH值呈中性的水溶液中，與鋰離子電池中傳統(tǒng)的正極材料如尖晶石錳酸鋰組裝，制成了平均充電電壓為4.2V、放電電壓為4.0V的新型水鋰電。這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23V。在此基礎(chǔ)上，他們發(fā)明了水鋰電，其能量密度(即同樣大小、質(zhì)量的情況下，每單位儲(chǔ)存電能的多少)比目前普遍采用的有機(jī)電解質(zhì)的動(dòng)力鋰離子電池要高出了80％，能量效率高達(dá)95％。

    低成本更易大規(guī)模生產(chǎn)

    吳宇平介紹，水鋰電是當(dāng)今鋰電池研發(fā)的前沿和方向之一，它是用普通的水溶液來(lái)替換傳統(tǒng)鋰電池中的有機(jī)電解質(zhì)溶液。

    傳統(tǒng)的鋰離子電池在民眾生活中應(yīng)用廣泛，但是在大型的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，用傳統(tǒng)方法制造的鋰電池成本高，對(duì)生產(chǎn)條件要求高，并且由于有機(jī)電解質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，存在較大安全隱患，迫切需要發(fā)展新型的低成本、易大規(guī)模生產(chǎn)、安全環(huán)保的蓄電池體系。由于水溶液的安全性能高，不會(huì)起火，離子導(dǎo)電率高，且成本也低，水鋰電已經(jīng)成為下一代大型儲(chǔ)能電池發(fā)展的優(yōu)選方向。