复旦成功研制水锂电池

2013-03-16 04:25:04  来源:大公报

    【本报记者张帆上海十五日电】近日,复旦大学吴宇平教授领导的课题组研制成功一种水溶液锂电池,能量密度比目前普遍采用的有机电解质动力锂电池高出80%,且因为水溶,安全系数大大提高。相关成果已经在最新一期《自然》(Nature)杂子刊《科学报道》(Sci. Report)发表。

    记者在复旦大学看到了这款新型水锂电的实验室样品。在不到80毫升的水中,电池的正负极被悬於两边。吴宇平教授介绍,水锂电是当今锂电池研发的前沿和方向之一,即用普通的水溶液来替换传统锂电池中的有机电解质溶液。传统的锂离子电池制造成本高,加上其中有机电解质的物理化学性质,存在较大的安全隐患。这也是我们经常听到手机、笔记本电脑乃至电动汽车爆燃的主要原因。此外,锂电池主要依靠锂离子在正负电极之间的迁移而产生电流,这种迁移是在溶液中进行的。低电位的锂离子很容易和溶液发生电化学反应,大大降低电池的充放电效率。

    为了解决上述难题,吴宇平教授通过反覆试验,发现一种高分子材料和无机复合材料制成的复合膜,包裹在金属锂外,有效阻断了锂离子在溶液中与水分子发生电化学反应。此外,新型的水锂电采用水溶液作为电解质,阻燃性增强,使用过程中不容易发烫发热,安全性能明显提高。更重要的是,这种包裹复合膜的新型水锂电,制造成本不高,但充电时间更短,储存电量更多。充放10000次,容量仍维持在95%以上。以当前电动车为例,装备这款新型水锂电池,60千瓦时电量只需10秒钟左右就能充电完成,并能行驶400公里。而现在市面上售卖的电动车,充电时间一般要20分钟至半小时,出行距离为150-180公里。

    据了解,复旦大学自2005年起就一直在开展水锂电研究,目前其研究成果和科研水平居於世界先进地位。如今的这款新型水锂电目前已经受到关注,美国能源研究所已经对该成果表现出浓厚兴趣。吴宇平教授表示,目前也正在与国内一些新能源车厂商接洽。希望能尽快在国内实现量产,解决目前全球踌躇不前的电动汽车产业的主要障碍。

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责任编辑: 大公网
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