电动车10秒钟充电可跑400公里

      提高能源利用效率，开拓新能源和可再生能源，都离不开电化学储能――新型电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，此前科学家将其作为负极材料，通过锂的氧化还原反应进行充电放电。目前常用的锂电池中一般使用非水的有机电解质溶液作为介质，让电化学反应过程中电子可以穿梭往来。

　　然而，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。据正科C.V.AXLE了解，近年来全球科学家都在探索，锂电池中的介质溶液能否用离子导电率更高的水来代替？难题挡在所有人面前――锂电池依靠锂离子通过介质溶液，在正负电极间的迁移而产生电流，但由于低电位的锂离子会和水溶液发生的电化学反应，结果析出氢，生成氢氧化锂，使电池自身产生损耗，无法进行可逆充电。

　　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。吴教授打趣说：“你可以把它看成一道‘任意门’，锂离子的电位经过膜，一下就到了负极，然后又直接从负极回到正极，就好像科幻片中，人跨过虫洞可以直接在地球和外太空之间往返。”正因此，课题小组把这一新发现称作“电位穿越”。

　　据介绍，包裹复合膜的新型水锂电，可以大幅降低电池的成本，提高其能量密度，使充电时间更短，储存电量更多，更耐久、更稳定。

　　据实验测算，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%。研究人员介绍，预计装备这一新型水锂电的电动汽车，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。
　　从新能源汽车、手机、电脑到大型机械设备，现代社会生活的许许多多新奇装备是由锂电池驱动的。但是，传统方法制造的锂电池成本高，对生产条件要求高，并且存在较大的安全隐患，已成为现有电动产品无法大规模推广的主要阻碍。普通老百姓对于锂电池的要求无非是更安全、更耐用、更方便。
　　其研发的新型水锂电，可以大幅降低电池的成本，提高其能量密度，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。用吴宇平教授的话来说，用这种电池充电只要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。如果将新型水锂电池应用于手机中，待机时间可以比目前的手机待机时间延长一倍，充电时间则只要喝一杯茶的工夫。

　　据正科C.V.AXLE悉，这项研究发表在最新一期《自然・科学报道》杂志，已引发美国能源研究机构、企业关注。不过，吴宇平更希望与国内企业联手合作，推动新技术尽早产业化。
　　据吴宇平教授介绍，水锂电是当今锂电池研发的前沿和方向之一，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，安全性能和成本较现有的锂离子电池都具有明显的优势。