水锂电池

简介

　　水锂电池有复旦大学吴宇平教授团队研发，水锂电是当今锂电池研发的前沿和方向之一，它是用普通的水溶液来替换传统锂电池中的有机电解质溶液。

　　新型水锂电池体系采用复合膜包裹金属锂，以水溶液为电解质，可大幅降低电池的成本，提高其能量密度，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。现在市面上售卖的电动汽车出行距离为150-180公里，而装备这一新型水锂电的电动汽车，它的行驶距离有望达到400公里。最值得一提的是，目前市面上电动汽车的充电时间需要8个小时，而装备这一新型水锂电的电动汽车一次充电只需要10秒钟左右。此外，新型水锂电的制造成本也只有目前市面上电动汽车锂电池的一半价格。

　　新型水锂电还可以广泛运用于手机、笔记本电脑、大型制造设备等领域。和传统锂电池相比，它的另一个显著的优势是不容易发烫发热，大大降低了安全隐患。

水锂电池概述

　　水系锂离子电池具有廉价、无环境污染、安全性能高、高功率等优点，将来可望用于风力、太阳能发电等能量储存、智能电网峰谷调荷和短距离的电动公交车等。但受其循环性差的影响，一直无法投入实际应用。

　　复旦大学新能源研究所夏永姚教授课题组自2004年起一直从事锂离子嵌入化合物在水溶液电解质中的研究。他们发现，锂离子嵌入化合物在水溶液电解质中的电极反应，远比在有机电解液中复杂。经过一系列实验和分析，研究人员证实，在水和氧气存在下，作为电池负极的电极材料会被氧气氧化，是造成水系锂离子电池容量衰减的主要原因。而通过电池密封消除氧气氧化、选择合适的电极材料负极和碳包覆正极，就能大大地提高电池的循环性能，将电池10分钟倍率从充放电100次容积维持率低于50%，提高到可充放电1000次循环、容量维持率在90%以上。

　　该研究解决了此种无污染电池的核心问题，对如何提高水溶液锂离子电池的循环性能提供了重要的理论指导。夏永姚教授表示，虽然这种电池离正真实际应用还有距离，但提供了明朗的研究方向，使我们又向新型节约型能源的使用迈进了一大步。