复旦大学吴宇平教授领导的课题组突破传统旧制，首次提出“ 电位穿越”理论，并于日前制成了平均充电电压为2.4 伏、放电电压为4.0 伏的新型水溶液可充锂电池（简称为“ 水锂电”），这一成果大大突破了水溶液的理论分解电压1.23 伏。最新一期《自然》杂志子刊《科学报道》刊发了这一最新研究成果，该成果已引发美国能源研究机构、企业关注。
据了解，传统方法制造的锂电池生产成本较高，且其中有机电解质溶液存在一定安全隐患。业界一般采用“ 极化”方案（即不断尝试使用新型的材料制作电极）来解决水锂电的核心问题——防止锂离子和水在低电位发生反应。但该方案只能使水锂电所产生的电压最多达2 伏，且充放电效率低。吴宇平教授另辟蹊径，用高分子材料和无机材料制成复合膜，包裹在金属锂外。这层复合膜帮助锂离子的电位在正负极之间“ 时空穿越”——在它的作用下，质子和水分子无法在低电位下得到电子，就不会在锂离子迁移过程中产生损耗。
据介绍，该包裹复合膜的新型水锂电可大幅降低电池成本，其能量密度比目前普遍采用的有机电解质的动力锂离子电池高出80%，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。以电动汽车为例，复旦新型水锂电仅需10 秒即可完成充电，且能跑上400公里，而其成本仅有传统车用锂电池的一半。目前，该项技术离产业化仅“ 一步之遥”。
来源：科技日报
