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复旦水锂电:充电后续航里程从150公里提高到400公里
发布时间:2013-03-15 17:26:31  来源:钜大电子锂电池事业部

复旦大学吴宇平课题组研发了一种新型水溶液锂电池,只要花10秒钟充60度电,就可以让新能源电动汽车跑上400公里。该项科研成果近日在《自然》(Nature)杂志子刊《科学报告》(Scientific Reports)刊发。

水溶液锂电池的大型特色就是用水作为电解质从而替换传统锂电池中的有机电解质溶液,吴宇平课题组展示了这种锂电池体系。一片薄薄的金属锂,被特制的复合膜紧密包裹,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尖晶石锰酸锂组装,即可制成平均充电电压为4.2V、放电电压为4.0V的新型水锂电,这一成果大大突破了水溶液的理论分解电压1.23V。

水锂电的核心技术就在这种复合膜的制成品上。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),而使电池自身发生损耗,不能发生可逆充电。经过多年研究攻关,该课题组成功破解了这一难题,即用高分子材料和无机材料制成复合膜,包裹在金属锂之外。

水锂电是当今锂电池研发的前沿和方向之一,它具有一些明显的优势。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,安全性能高,不会起火。此外,新型的水锂电采用水溶液作为电解质,阻燃性增强,使电池在使用过程中不容易发烫发热,安全性能大幅提高。

水锂电也是效率更高、成本更节约的锂电池,其能量密度比目前普遍采用的有机电解质的动力锂电池提高了80%,能量效率高达95%。电池充电只要10秒钟,充入大约60度左右的电,就可以使一辆新能源电动车连续跑上400公里,而现在市面上售卖的电动车出行距离为150-180公里。如果将这种电池用于手机,同样大小的电池至少能将手机通话时间延长一倍,成本则不足原有的一半;用于汽车同样如此,对环境构成的污染也比现有锂电池小得多。

复旦研发出该成果后,已有国外能源机构提出了合作意向。美国能源研究所希望与吴宇平达成合作意向,但他更希望能与国内有前瞻性的企业合作,将这一成果在国内汽车企业中率先实现产业化。


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