復旦大學研發新型水溶液可充鋰電池
2013年04月01日 8:56 5948次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 新技術
日前，復旦大學吳宇平教授領導的課題組突破傳統舊制，首次提出“電位穿越”理論，并制成了平均充電電壓為2.4伏、放電電壓為4.0伏的新型水溶液可充鋰電池（簡稱為“水鋰電”），這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23伏。最新一期《自然》雜志子刊《科學報道》刊發了這一最新研究成果，該成果已引發美國能源研究機構、企業關注。
據了解，傳統方法制造的鋰電池生產成本較高，且其中有機電解質溶液存在一定安全隱患。業界一般采用“極化”方案(即不斷嘗試使用新型的材料制作電極)來解決水鋰電的核心問題――防止鋰離子和水在低電位發生反應。但該方案只能使水鋰電所產生的電壓最多達2.0伏，且充放電效率低。
吳宇平教授則另辟蹊徑，用高分子材料和無機材料制成復合膜，包裹在金屬鋰外。這層復合膜幫助鋰離子的電位在正負極之間“時空穿越”――在它的作用下，質子和水分子無法在低電位下得到電子，就不會在鋰離子遷移過程中產生損耗。吳教授打趣說：“你可以把它看成一道‘任意門’，鋰離子的電位經過膜，一下就到了負極，然后又直接從負極回到正極，就好像科幻片中，人跨過蟲洞可以直接在地球和外太空之間往返。”正因此，課題小組把這一新發現稱作“電位穿越”。
據介紹，該包裹復合膜的新型水鋰電可大幅降低電池成本，其能量密度比目前普遍采用的有機電解質的動力鋰離子電池高出80％，從而使電池充電時間更短，儲存電量更多，耐用時間更久。以電動汽車為例，復旦新型水鋰電僅需10秒即可完成充電，且能跑上400公里，而其成本僅有傳統車用鋰電池的一半。目前，該項技術離產業化僅“一步之遙”。
據悉，復旦大學自2005年起就一直在開展水鋰電這一國際前沿領域的探索，至2007年，在科技部重大基礎研究計劃和自然科學基金委的資助下，其研究成果和科研水平開始居于世界先進地位（轉自科技日報）。
責任編輯：安子
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