水溶液鋰電池由于安全性能高，不會起火，離子導電率高，且成本也低，已經成為下一代大型儲能電池發(fā)展的優(yōu)選方向。鋰電池的主要工作原理是依靠鋰離子在正負電極之間的遷移而產生電流的，這種遷移在溶液中進行，常常會使電池自身發(fā)生損耗。

吳宇平教授開創(chuàng)了新的思路：用高分子材料和無機材料制成復合膜，包裹在金屬鋰外。而這層復合膜成為鋰離子的電位在正負極之間“時空穿越”的“隨意門”。吳宇平說：“你可以把它想象成鋰離子的電位經過膜，一下就到了負極，然后又直接從負極回到正極，就好像科幻片中，人跨過時光門可以直接在地球和外太空之間往返?！币虼?，吳教授也把這一新發(fā)現稱作“電位穿越”。

這種新型水溶液鋰電池將以突出的安全性、耐用性，成為新能源產品的“大力士”。用它裝備的電動汽車的行駛距離有望達到400公里，而裝備等同體積的傳統(tǒng)鋰電電動車出行距離僅為150—180公里。

復旦大學教授吳宇平教授關于水溶液鋰電池體系的最新研究，可將鋰電池性能提高80%。電動汽車只需充電10秒即可行駛400公里，這種電池成本低廉，安全不易爆炸。

該課題組向記者展示了這種鋰電池體系。一片薄薄的金屬鋰，被特制的復合膜緊密包裹，將其置于pH值呈中性的水溶液中，與鋰離子電池中傳統(tǒng)的正極材料尖晶石錳酸鋰組裝，即可制成平均充電電壓為4.2V、放電電壓為4.0V的新型水鋰電，這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23V。

吳宇平課題組的這項成果對發(fā)展新型的低成本、易大規(guī)模生產、安全環(huán)保的蓄電池體系提供了可能。據稱，新型的水鋰電采用水溶液作為電解質，阻燃性增強，使電池在使用過程中不易發(fā)燙發(fā)熱，安全性能高;用高分子材料和無機材料制成復合膜，能將電池的能量損耗降到5%以下。

據估計，如果將這種電池用于手機，同樣大小的電池至少能將手機通話時間延長一倍，成本則不足原有的一半;用于汽車同樣如此，對環(huán)境構成的污染也比現有鋰電池小得多。

美國能源研究所已“瞄”上這項研究，希望與該課題組達成合作意向。但他更希望能與國內有前瞻性的企業(yè)合作。該團隊表示，“新型水鋰電在生活中可具體應用到各方各面，希望水鋰電的突破能夠最終使消費者對安全放心、對成本接受，解決目前全球躊躇不前的電動汽車產業(yè)?！?/p>

水電解質在此ARLB系統(tǒng)，具有高的熱容量，并能吸收大量的熱量。在相同的充電和放電過程中，該系統(tǒng)的溫度要低得多，比常規(guī)的鋰離子電池。此外，水或含水電解質與Li金屬陽極和LiMn2O4正極兩者直接接觸，并且冷卻效果將是非常有效的。冷卻系統(tǒng)，這是通常所需的大容量電池模塊，無需為在電動汽車中的應用。

水溶液鋰電池為電動汽車發(fā)展掃除了障礙，水溶液鋰電池與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，大大提高安全性和可靠性。