手機(jī)、電腦、電動汽車，鋰離子電池已成為生活中不可缺少的一部分，但傳統(tǒng)鋰離子電池制作成本高，安全隱患大，鋰離子電池能不能做到安全耐用又方便便宜？記者日前獲悉，復(fù)旦大學(xué)吳宇平教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組突破傳統(tǒng)舊制，首次提出電位穿越理論，并制成了平均充電電壓為2.4伏、放電電壓為4.0伏的新型水溶液可充鋰離子電池（簡稱為水鋰電），這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23伏。最新一期《自然》雜志子刊《科學(xué)報道》刊發(fā)了這一最新研究成果，該成果已引發(fā)美國能源研究機(jī)構(gòu)、公司關(guān)注。

據(jù)了解，傳統(tǒng)方法制造的鋰離子電池生產(chǎn)成本較高，且其中有機(jī)電解質(zhì)溶液存在一定安全隱患。業(yè)界一般采用極化方法(即不斷嘗試使用新型的材料制作電極)來解決水鋰電的核心問題防止鋰離子和水在低電位發(fā)生反應(yīng)。但該方法只能使水鋰電所出現(xiàn)的電壓最多達(dá)2.0伏，且充放電效率低。

吳宇平教授則另辟蹊徑，用高分子材料和無機(jī)材料制成復(fù)合膜，包裹在金屬鋰外。這層復(fù)合膜幫助鋰離子的電位在正負(fù)極之間時空穿越在它的用途下，質(zhì)子和水分子無法在低電位下得到電子，就不會在鋰離子遷移過程中出現(xiàn)損耗。吳教授打趣說：你可以把它看成一道‘任意門’，鋰離子的電位經(jīng)過膜，一下就到了負(fù)極，然后又直接從負(fù)極回到正極，就好像科幻片中，人跨過蟲洞可以直接在地球和外太空之間往返。正因此，課題小組把這一新發(fā)現(xiàn)稱作電位穿越。

據(jù)介紹，該包裹復(fù)合膜的新型水鋰電可大幅降低電池成本，其能量密度比目前普遍采用的有機(jī)電解質(zhì)的動力鋰離子電池高出80％，從而使電池充電時間更短，儲存電量更多，耐用時間更久。以電動汽車為例，復(fù)旦新型水鋰電僅需10秒即可完成充電，且能跑上400公里，而其成本僅有傳統(tǒng)車用鋰離子電池的一半。目前，該項技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化僅一步之遙。

據(jù)悉，復(fù)旦大學(xué)自2005年起就一直在開展水鋰電這一國際前沿領(lǐng)域的探索，至2007年，在科技部重大基礎(chǔ)研究計劃和自然科學(xué)基金委的資助下，其研究成果和科研水平開始居于世界先進(jìn)地位。

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