目前市面上的電動(dòng)車(chē)出行距離為150-180公里，而復(fù)旦大學(xué)吳宇平教授領(lǐng)導(dǎo)的課題研究發(fā)明出一種新型水鋰電，可將電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離提升至400公里，而充電時(shí)間僅需十幾秒鐘，有望破解新能源車(chē)充電難的瓶頸。記者在采訪中獲悉，《自然》（Nature）雜志子刊《科學(xué)報(bào)道》（Sci. Report）于3月7日刊發(fā)了吳宇平的這一研究成果，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景被業(yè)界看好。
這種新型的水鋰電，即為水溶液可充鋰電池。該課題組的研究成員王旭炯介紹說(shuō)，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，依靠鋰離子在正負(fù)電極之間的遷移而產(chǎn)生電流的。但由于低電位的鋰離子會(huì)和水溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)（析出氫，生成氫氧化鋰），而使電池自身發(fā)生損耗，不能發(fā)生可逆充電。經(jīng)過(guò)多年研究攻關(guān)，該課題組成功破解了這一難題，即用高分子材料和無(wú)機(jī)材料制成復(fù)合膜，包裹在金屬鋰之外。
吳宇平打趣地說(shuō)道：“你可以把它形象地想象成：鋰離子的電位經(jīng)過(guò)復(fù)合膜，一下子就到了負(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)后可以直接在地球和外太空之間自由往返?！?
據(jù)介紹，這種新型的水鋰電的能量密度（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%?！凹词钩湟蝗f(wàn)次電，能量效率也有93%，損耗率非常低。”吳宇平說(shuō)。
該水鋰電的最大亮點(diǎn)在于：能量密度高、損耗低，從而使電池充電時(shí)間更短、儲(chǔ)存電量更多、耐用時(shí)間更久。這一新型水鋰電如果付諸于實(shí)際應(yīng)用，不僅能使電動(dòng)汽車(chē)行駛距離能達(dá)到400公里，而且能筆記本電腦電池的使用時(shí)間延長(zhǎng)一倍以上。吳宇平樂(lè)觀地表示，預(yù)計(jì)只要短短6秒鐘的時(shí)間，該水鋰電就能充滿30度電。
據(jù)悉，現(xiàn)有電動(dòng)產(chǎn)品之所以難以大規(guī)模推廣，是因?yàn)槌３４嬖诎踩[患，無(wú)法給消費(fèi)者100%信心。目前普通的有機(jī)溶劑與鋰鹽溶液在過(guò)度充電、短路等不良情況下，很容易導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生起火甚至爆炸。新型的水鋰電采用水溶液作為電解質(zhì)，阻燃性增強(qiáng)，因而使用過(guò)程中不容易發(fā)燙發(fā)熱，安全性能更可靠。
“新型水鋰電成本較低，可應(yīng)用于各行各業(yè)?！眳怯钇秸f(shuō)，“希望水鋰電的突破，能夠在數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)等產(chǎn)業(yè)得到有效利用，使這些電力產(chǎn)品的價(jià)格更親民、性能更安全，為新能源發(fā)展注入新的動(dòng)力。”令人欣喜的是，研究成果發(fā)布沒(méi)多久，已有國(guó)外新能源汽車(chē)開(kāi)發(fā)相關(guān)機(jī)構(gòu)提出合作需求。
【新聞背景】電池發(fā)展史折射科技變遷
從1859年勒克郎謝發(fā)明鉛酸蓄電池之后，鎳-鎘電池、鈉硫電池、液流電池以及較新的鋰離子電池、水溶液可充鋰電池（簡(jiǎn)稱(chēng)水鋰電）直到復(fù)合超級(jí)電容器，一百多年來(lái)這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展一直備受矚目。當(dāng)今鋰電池的研發(fā)和使用是主流，也是科學(xué)研究和社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。
鋰電池（Lithium battery）是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的電池，大致可分為兩類(lèi)：鋰金屬電池和鋰離子電池。
鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。最早出現(xiàn)的鋰電池來(lái)自于偉大的發(fā)明家愛(ài)迪生，最早應(yīng)用于心臟起搏器中。之后人們運(yùn)用各種材料開(kāi)發(fā)出性能各異效能更優(yōu)的鋰電池，并廣泛應(yīng)用于各類(lèi)數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)工具，直至航天、軍事等領(lǐng)域。但鋰離子電池在大型的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，由于成本高，且對(duì)生產(chǎn)條件要求高。
電池網(wǎng)微信
