水溶液鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)

水溶液鋰離子電池由于安全性能高，不會(huì)起火，離子導(dǎo)電率高，且成本也低，已經(jīng)成為下一代大型儲(chǔ)能電池發(fā)展的優(yōu)選方向。鋰離子電池的重要工作原理是依靠鋰離子在正負(fù)電極之間的遷移而出現(xiàn)電流的，這種遷移在溶液中進(jìn)行，常常會(huì)使電池自身發(fā)生損耗。

吳宇平教授開(kāi)創(chuàng)了新的思路：用高分子材料和無(wú)機(jī)材料制成復(fù)合膜，包裹在金屬鋰外。而這層復(fù)合膜成為鋰離子的電位在正負(fù)極之間時(shí)空穿越的隨意門(mén)。吳宇平說(shuō)：你可以把它想象成鋰離子的電位經(jīng)過(guò)膜，一下就到了負(fù)極，然后又直接從負(fù)極回到正極，就好像科幻片中，人跨過(guò)時(shí)光門(mén)可以直接在地球和外太空之間往返。因此，吳教授也把這一新發(fā)現(xiàn)稱(chēng)作電位穿越。

這種新型水溶液鋰離子電池將以突出的安全性、耐用性，成為新能源產(chǎn)品的大力士。用它裝備的電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離有望達(dá)到400公里，而裝備等同體積的傳統(tǒng)鋰電電動(dòng)汽車(chē)出行距離僅為150180公里。

復(fù)旦大學(xué)教授吳宇平教授有關(guān)水溶液鋰離子電池體系的最新研究，可將鋰離子電池性能提高80%。電動(dòng)汽車(chē)只需充電10秒即可行駛400公里，這種電池成本低廉，安全不易爆炸。

該課題組向記者展示了這種鋰離子電池體系。一片薄薄的金屬鋰，被特制的復(fù)合膜緊密包裹，將其置于pH值呈中性的水溶液中，與鋰離子電池中傳統(tǒng)的正極材料尖晶石錳酸鋰組裝，即可制成平均充電電壓為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。

吳宇平課題組的這項(xiàng)成果對(duì)發(fā)展新型的低成本、易大規(guī)模生產(chǎn)、安全環(huán)保的蓄電池體系供應(yīng)了可能。據(jù)稱(chēng)，新型的水鋰電采用水溶液作為電解質(zhì)，阻燃性增強(qiáng)，使電池在使用過(guò)程中不易發(fā)燙發(fā)熱，安全性能高;用高分子材料和無(wú)機(jī)材料制成復(fù)合膜，能將電池的能量損耗降到5%以下。

據(jù)估計(jì)，假如將這種電池用于手機(jī)，同樣大小的電池至少能將手機(jī)通話時(shí)間延長(zhǎng)一倍，成本則不足原有的一半;用于汽車(chē)同樣如此，對(duì)環(huán)境構(gòu)成的污染也比現(xiàn)有鋰離子電池小得多。

美國(guó)能源研究所已瞄上這項(xiàng)研究，希望與該課題組達(dá)成合作意向。但他更希望能與國(guó)內(nèi)有前瞻性的公司合作。該團(tuán)隊(duì)表示，新型水鋰電在生活中可具體應(yīng)用到各方各面，希望水鋰電的突破能夠最終使消費(fèi)者對(duì)安全放心、對(duì)成本接受，解決目前全球躊躇不前的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。