新型水基鋰電池解析

新型水基鋰電池動力強勁能替代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車跑400公里？依據國外媒體報道，美國馬里蘭大學的一個華人科學家團隊最近研制出了一種基于水基電解液的新型水鋰電池，據該課題組試驗測算，這一技術制造的新型鋰電池，能量效率高達95%，它的能量密度（即同樣大小、質量的情況下單位儲存電能），比目前普遍采用有機電解質的鋰電池高出80%。預計裝備這一新型水鋰電池的電動車，滿電狀態下行駛距離可達400公里，而充電時間僅10秒鐘左右；如使用于筆記本電腦、手機，待機時間可新增一倍以上。

在現有的電子產品中，鋰電池都使用了非水性電解液。電子設備在工作時電池電壓非得要滿足4V的標準，但在這個電壓之下，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，凝膠分析成穩定的界面，將電極和電解液隔離，阻止水分子在工作電壓下分析。該技術不僅提高了電池的儲能和充放電性能，還完全規避了有機溶劑電解質易爆炸的危險。

雖然新電池的工作電壓已經達到了基本商用水平，但與目前的鋰電池相比，還有很多要提升的地方。比如鋅電池材料的成本比較高，而且充放電只能達到50次到100次。但不可否認對鈉離子電池、鋰硫電池、鋅鎂多離子電池等電池技術，以及電鍍和電化學合成等范疇，具有緊要借鑒意義。

目前鋰電池技術研發的方向緊要是在保證電池的安全性、循環性等基本性能基礎上不斷地提升能量密度。在傳統的3C范疇，由于智能手機、平板電腦的普及，原有的電池體系能量密度不能滿足續航要求，緊要通過改善電池設計和提高電池電壓來新增能量密度，但是現有材料體系新增電壓是存在極限的，只能提升13-20%左右。

目前雖然試驗室制備的水鋰電池能量密度已比目前傳統技術電池高出80%，但距離產業化還很遠。從設備制造研發，到材料制備工藝優化，到探測環節，每一步都要盡可能完善。

目前新型水鋰電池今朝還只是試驗室的一種研究，這種試驗室級別產品能否經受起放大產品的考驗還是未知數，尤其是在放大產品后的整體性能是不是還能滿足循環、安全性今朝都還不可知，存在技術上的不確定性。更緊要的是這種電池的加工設備包括配套產業都不完善，產業化是不是行得通都要謹慎樂觀。

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