新型水鋰電池充電10秒真能跑400公里嗎？

高性能新型水鋰電池從公布的數據來(lái)看，能量密度能夠得到大的提升，循環(huán)性能也沒(méi)有惡化，使用水系電解液也使安全性得到一定的保障，從這些方面看，新型水鋰電池代表了鋰電池發(fā)展的方向。

據課題組介紹，新型水鋰電池可以大幅降低電池的成本，提高其能量密度，從而使電池充電時(shí)間更短，儲存電量更多，耐用時(shí)間更久。該體系計算的實(shí)際能量密度大于220 Wh/Kg（瓦時(shí)/公斤），能量效率高達95%，預計裝備這一新型水鋰電的電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離有望達到400公里，而現在市面上售賣(mài)的電動(dòng)車(chē)出行距離為150-180公里（如榮威E50在60公里等速時(shí)續航里程為180公里）。

從新能源汽車(chē)、手機、電腦到大型機械設備，現代社會(huì )生活的許許多多新奇裝備是由鋰電池驅動(dòng)的。但是，傳統方法制造的鋰電池成本高，對生產(chǎn)條件要求高，并且存在較大的安全隱患，已成為現有電動(dòng)產(chǎn)品無(wú)法大規模推廣的主要阻礙。普通老百姓對于鋰電池的要求無(wú)非是更安全、更耐用、更方便。近日，最新一期《自然》雜志子刊《科學(xué)報道》刊發(fā)了復旦大學(xué)吳宇平教授領(lǐng)導的課題組關(guān)于水溶液鋰電池體系的最新研究成果。
其研發(fā)的新型水鋰電，可以大幅降低電池的成本，提高其能量密度，從而使電池充電時(shí)間更短，儲存電量更多，耐用時(shí)間更久。用吳宇平教授的話(huà)來(lái)說(shuō)，用這種電池充電只要10秒鐘，充入大約60度左右的電，就可以使一輛新能源電動(dòng)車(chē)連續跑上400公里，而現在市面上售賣(mài)的電動(dòng)車(chē)出行距離為150-180公里。如果將新型水鋰電池應用于手機中，待機時(shí)間可以比目前的手機待機時(shí)間延長(cháng)一倍，充電時(shí)間則只要喝一杯茶的工夫。

據介紹，鋰電池的主要工作原理是依靠鋰離子在正負電極之間的遷移而產(chǎn)生電流的。這種遷移是在溶液中進(jìn)行的。
但是由于低電位的鋰離子會(huì )和水溶液發(fā)生電化學(xué)反應（析出氫，生成氫氧化鋰），從而使電池自身發(fā)生損耗，不能發(fā)生可逆充電，因此水鋰電池研究要解決的核心問(wèn)題就是如何防止鋰離子和水在低電位發(fā)生反應。而采用原有的“極化”
（即不斷嘗試使用新型的材料制作電極）解決方案，只能使水鋰電池所產(chǎn)生的電壓最多達到2.0V，而且充放電效率低。
吳宇平介紹，該課題組則換了另外一種思路用高分子材料和無(wú)機材料制成復合膜，包裹在金屬鋰外。而這層復合膜成為了鋰離子的電位在正負極之間“時(shí)空旁越”的“隨意門(mén)”和“時(shí)光機”在這個(gè)膜的作用下，質(zhì)子和水分子無(wú)法在低電位下得到電子，就不會(huì )在鋰離子遷移過(guò)程中發(fā)生析氫或者水的分解。