新型水基鋰電池介紹

新型水基鋰電池動力強(qiáng)勁能替代18650鋰電池嗎？

只要花10秒鐘充60度電，就可以讓裝備了新型水基鋰電的電動汽車跑400公里？根據(jù)國外媒體報(bào)道，美國馬里蘭大學(xué)的一個(gè)華人科學(xué)家團(tuán)隊(duì)最近研制出了一種基于水基電解液的新型水鋰電池，據(jù)該課題組實(shí)驗(yàn)測算，這一技術(shù)制造的新型鋰電池，能量效率高達(dá)95%，它的能量密度（即同樣大小、質(zhì)量的情況下單位儲存電能），比目前普遍采用有機(jī)電解質(zhì)的鋰離子電池高出80%。預(yù)計(jì)裝備這一新型水鋰電池的電動汽車，滿電狀態(tài)下行駛距離可達(dá)400公里，而充電時(shí)間僅10秒鐘左右；如應(yīng)用于筆記本電腦、手機(jī)，待機(jī)時(shí)間可增加一倍以上。

在現(xiàn)有的電子產(chǎn)品中，鋰離子電池都使用了非水性電解液。電子設(shè)備在工作時(shí)電池電壓必須要滿足4V的標(biāo)準(zhǔn)，但在這個(gè)電壓之下，水很容易就會被電解，所以鋰電池通常所使用的有機(jī)溶劑作為電解液，但這些電解液具有易燃易爆性，存在著極大的安全隱患。

新型水鋰電池采用一種新型的聚合物涂層，它具有特殊的排水性，把它涂在電極上之后，水分子就無法靠近電極表面。首次充電之后，凝膠分解成穩(wěn)定的界面，將電極和電解液隔離，阻止水分子在工作電壓下分解。該技術(shù)不僅提高了電池的儲能和充放電性能，還完全規(guī)避了有機(jī)溶劑電解質(zhì)易爆炸的危險(xiǎn)。

雖然新電池的工作電壓已經(jīng)達(dá)到了基本商用水平，但與目前的鋰離子電池相比，還有很多需要提升的地方。比如鋅電池材料的成本比較高，而且充放電只能達(dá)到50次到100次。但不可否認(rèn)對鈉離子電池、鋰硫電池、鋅鎂多離子電池等電池技術(shù)，以及電鍍和電化學(xué)合成等領(lǐng)域，具有重要借鑒意義。

目前鋰電池技術(shù)研發(fā)的方向主要是在保證電池的安全性、循環(huán)性等基本性能基礎(chǔ)上不斷地提升能量密度。在傳統(tǒng)的3C領(lǐng)域，由于智能手機(jī)、平板電腦的普及，原有的電池體系能量密度不能滿足續(xù)航要求，主要通過改善電池設(shè)計(jì)和提高電池電壓來增加能量密度，但是現(xiàn)有材料體系增加電壓是存在極限的，只能提升13-20%左右。

目前雖然實(shí)驗(yàn)室制備的水鋰電池能量密度已比目前傳統(tǒng)技術(shù)電池高出80%，但距離產(chǎn)業(yè)化還很遠(yuǎn)。從設(shè)備制造研發(fā)，到材料制備工藝優(yōu)化，到測試環(huán)節(jié)，每一步都要盡可能完善。

目前新型水鋰電池現(xiàn)在還只是實(shí)驗(yàn)室的一種研究，這種實(shí)驗(yàn)室級別產(chǎn)品能否經(jīng)受起放大產(chǎn)品的考驗(yàn)還是未知數(shù)，尤其是在放大產(chǎn)品后的整體性能是否還能滿足循環(huán)、安全性現(xiàn)在都還不可知，存在技術(shù)上的不確定性。更重要的是這種電池的生產(chǎn)設(shè)備包括配套產(chǎn)業(yè)都不完善，產(chǎn)業(yè)化是否行得通都需要謹(jǐn)慎樂觀。