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水鋰電池是一款新型水溶液可充鋰電池,它是用普通的水溶液來替換傳統鋰電池中的有機電解質溶液,具有充電時間更短,儲存電量更多,耐用時間更久等優勢。

1 水鋰電池 -簡介

水鋰電池,簡稱水鋰電,是一款新型水溶液可充鋰電池,由復旦大學教授吳宇平課題組於2013年初研製而成。

它可以大幅降低電池的成本,提高其能量密度,從而使電池充電時間更短,儲存電量更多,耐用時間更久。據研究顯示,其能量密度(即同樣大小、質量的情況下,每單位儲存電能的多少)比目前普遍採用的有機電解質的動力鋰離子電池要高出了80%。預計裝備這一新型水溶液鋰電池的電動汽車行駛距離有望達到400公里,而目前市場上電動車出行距離僅為150公里-180公里。

這一研究成果刊發於2013年《自然》雜誌子刊《科學報道》,是鋰電池研究的一項重大突破。

2 水鋰電池 -研發背景

復旦大學學者研發新型水鋰電復旦大學學者研發新型水鋰電
傳統的鋰離子電池儘管具有諸多優點,並且在民眾生活中應用廣泛,但是在大型的儲能系統中,用傳統方法製造的鋰電池成本高,對生產條件要求高,並且由於有機電解質的物理化學性質,存在較大的安全隱患。人們們迫切需要發展新型的低成本、易大規模生產、安全環保的蓄電池體系。由於水溶液的安全性能高,不會起火,離子導電率高,且成本也低,水鋰電已經成為下一代大型儲能電池發展的優選方向,有望為21世紀具有持續、爆炸式發展潛力的新興產業。

3 水鋰電池 -技術原理

採用複合膜將金屬鋰進行包覆,而後將其置於pH值呈中性的水溶液中,與鋰離子電池中傳統的正極材料如尖晶石錳酸鋰組裝,製成了平均充電電壓為4.2V、放電電壓為4.0V的新型水鋰電。

4 水鋰電池 -優勢

水鋰電採用水溶液作為電解質,阻燃性增強,使電池在使用過程中不容易發燙髮熱,安全性能和成本較現有的鋰離子電池都具有明顯的優勢。

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