新型水锂电池动力强劲能替代18650锂电池吗?

只要花10秒钟充60度电,就可以让装备了新型水锂电池的电动汽车跑400公里?根据国外国媒体体报道,美国马里兰大学的一个华人科学家团队最近研制出了一种基于水基电解液的新型水锂电池,据该课题组实验测算,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%。预计装备这一新型水锂电池的电动汽车,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。

  在现有的电子产品中,锂离子电池都使用了非水性电解液。电子设备在工作时电池电压必须要满足4V的标准,但在这个电压之下,水很容易就会被电解,所以锂电池通常所使用的有机溶剂作为电解液,但这些电解液具有易燃易爆性,存在着极大的安全隐患。

  新型水锂电池采用一种新型的聚合物涂层,它具有特殊的排水性,把它涂在电极上之后,水分子就无法靠近电极表面。首次充电之后,凝胶分解成稳定的界面,将电极和电解液隔离,阻止水分子在工作电压下分解。该技术不仅提高了电池的储能和充放电性能,还完全规避了有机溶剂电解质易爆炸的危险。

  虽然新电池的工作电压已经达到了基本商用水平,但与目前的锂离子电池相比,还有很多需要提升的地方。比如锌电池材料的成本比较高,而且充放电只能达到50次到100次。但不可否认对钠离子电池、锂硫电池、锌镁多离子电池等电池技术,以及电镀和电化学合成等领域,具有重要借鉴意义。

目前锂电池技术研发的方向主要是在保证电池的安全性、循环性等基本性能基础上不断地提升能量密度。在传统的3C领域,由于智能手机、平板电脑的普及,原有的电池体系能量密度不能满足续航要求,主要通过改善电池设计和提高电池电压来增加能量密度,但是现有材料体系增加电压是存在极限的,只能提升13-20%左右。

目前虽然实验室制备的水锂电池能量密度已比目前传统技术电池高出80%,但距离产业化还很远。从设备制造研发,到材料制备工艺优化,到测试环节,每一步都要尽可能完善。
目前新型水锂电池现在还只是实验室的一种研究,这种实验室级别产品能否经受起放大产品的考验还是未知数,尤其是在放大产品后的整体性能是否还能满足循环、安全性现在都还不可知,存在技术上的不确定性。更重要的是这种电池的生产设备包括配套产业都不完善,产业化是否行得通都需要谨慎乐观。

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