中国储能网讯：只要花10秒钟充60度电，就可以让装备了新型水溶液可充锂电池（简称为“水锂电池”）的电动汽车跑400公里？

近日，最新一期《自然》（Nature）杂志子刊《科学报道》（Sci. Report）刊发了复旦大学教授吴宇平领导的课题组关于水溶液锂电池体系的最新研究成果。

据该课题组实验测算，这一技术制造的新型锂电池，能量效率高达95%，它的能量密度（即同样大小、质量的情况下单位储存电能），比目前普遍采用有机电解质的锂离子电池高出80%。该课题组研究人员介绍，预计装备这一新型水锂电池的电动汽车，满电状态下行驶距离可达400公里，而充电时间仅10秒钟左右；如应用于笔记本电脑、手机，待机时间可增加一倍以上。

吴宇平则在接受记者采访时表示，这一成果经《科学报道》刊发后，短短几天，已有美国新能源汽车开发的相关机构发出合作请求，但复旦方作为拥有原创知识产权方，更希望寻求与国内企业合作，尽快将这一成果在国内运用，推动新能源汽车产业的加速发展。

“高性能水锂电池从公布的数据来看，能量密度能够得到大的提升，循环性能也没有恶化，使用水系电解液也使安全性得到一定的保障，从这些方面看，水锂电池代表了锂电池发展的方向。”北京赛迪经智投资顾问有限公司高级咨询师张谦在接受本报记者采访时表示。

“正如其发明者吴宇平教授所强调的，水锂电池研发目前只是在原理上实现新突破，并在实验室得到了验证，但科学发明从实验室到产业化的过程并非一蹴而就，有很多问题仍需要解决。”张谦向本报表示。

“电位穿越”理论

从1859年勒克郎谢发明铅酸蓄电池，之后镍-镉电池、钠硫电池、液流电池以及较新的锂离子电池、水溶液可充锂电池（简称水锂电）直到复合超级电容器，一百多年来这个领域的发展一直备受瞩目。

吴宇平课题组采用复合膜将金属锂进行包覆，而后将其置于pH值呈中性的水溶液中，与锂离子电池中传统的正极材料如尖晶石锰酸锂组装，制成了平均充电电压为4.2V、放电电压为4.0V的新型水锂电池。

另外，该课题组还首次提出了锂离子在该复合膜发生“电位穿越”的理论。

据介绍，锂电池的主要工作原理是依靠锂离子在正负电极之间的迁移而产生电流的。这种迁移是在溶液中进行的。但是由于低电位的锂离子会和水溶液发生电化学反应（析出氢，生成氢氧化锂），从而使电池自身发生损耗，不能发生可逆充电，因此水锂电池研究要解决的核心问题就是如何防止锂离子和水在低电位发生反应。而采用原有的“极化”（即不断尝试使用新型的材料制作电极）解决方案，只能使水锂电池所产生的电压最多达到2.0V，而且充放电效率低。