高校研發(fā)新型水溶液可充鋰電池
記者日前獲悉,復(fù)旦大學(xué)吳宇平教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組突破傳統(tǒng)舊制,首次提出“電位穿越”理論,并制成了平均充電電壓為2.4伏、放電電壓為4.0伏的新 型水溶液可充鋰電池(簡稱為“水”),這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23伏。最新一期《自然》雜志子刊《科學(xué)報(bào)道》刊發(fā)了這一最新研究 成果,該成果已引發(fā)美國能源研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)關(guān)注。
據(jù)了解,傳統(tǒng)方法制造的鋰電池生產(chǎn)成本較高,且其中有機(jī)電解質(zhì)溶液存在一定安全隱患。 業(yè)界一般采用“極化”方案(即不斷嘗試使用新型的材料制作電極)來解決水鋰電的核心問題——防止鋰離子和水在低電位發(fā)生反應(yīng)。但該方案只能使水鋰電所產(chǎn)生 的電壓最多達(dá)2.0伏,且充放電效率低。
吳宇平教授則另辟蹊徑,用高分子材料和無機(jī)材料制成復(fù)合膜,包裹在金屬鋰外。這層復(fù)合膜幫助鋰 離子的電位在正負(fù)極之間“時(shí)空穿越”——在它的作用下,質(zhì)子和水分子無法在低電位下得到電子,就不會(huì)在鋰離子遷移過程中產(chǎn)生損耗。吳教授打趣說:“你可以 把它看成一道‘任意門’,鋰離子的電位經(jīng)過膜,一下就到了負(fù)極,然后又直接從負(fù)極回到正極,就好像科幻片中,人跨過蟲洞可以直接在地球和外太空之間往 返。”正因此,課題小組把這一新發(fā)現(xiàn)稱作“電位穿越”。
據(jù)介紹,該包裹復(fù)合膜的新型水鋰電可大幅降低電池成本,其能量密度比目前普遍采 用的有機(jī)電解質(zhì)的動(dòng)力鋰離子電池高出80%,從而使電池充電時(shí)間更短,儲(chǔ)存電量更多,耐用時(shí)間更久。以為例,復(fù)旦新型水鋰電僅需10秒即可完成充 電,且能跑上400公里,而其成本僅有傳統(tǒng)車用鋰電池的一半。目前,該項(xiàng)技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化僅“一步之遙”。
據(jù)悉,復(fù)旦大學(xué)自2005年起就一直在開展水鋰電這一國際前沿領(lǐng)域的探索,至2007年,在科技部重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃和自然科學(xué)基金委的資助下,其研究成果和科研水平開始居于世界先進(jìn)地位。
波音在昨日表示該公司已經(jīng)對波音787夢想客機(jī)的全新電池系統(tǒng)做了完整的驗(yàn)證測試,波音設(shè)計(jì)了全新的電池系統(tǒng)用以替換之前的被美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)調(diào)查的與飛機(jī)起火有關(guān)的舊款電池。FAA此前已經(jīng)禁止已經(jīng)交貨的787客機(jī)再次飛上天空,除非波音提出了一個(gè)有效的、安全的解決方案。
波音對該公司近期生產(chǎn)的一臺波音787進(jìn)行了試飛,這臺787已經(jīng)裝有波音公司全新設(shè)計(jì)的電池系統(tǒng),正準(zhǔn)備交貨于波蘭航空公司。波音表示這次試飛共進(jìn)行了一小時(shí)四十九分鐘,搭載了十一名機(jī)組成員,這其中包括兩名FAA的工作人員。
波音在一篇聲明中表示“機(jī)組成員報(bào)告說這次試飛非常順利,沒有任何事故發(fā)生。這次試飛的主要目的是用來證明新的電池系統(tǒng)無論在普通的飛行環(huán)境還是在惡劣的飛行環(huán)境中飛行都沒有問題。”波音同時(shí)還表示該公司已經(jīng)收集了這次試飛的詳細(xì)數(shù)據(jù),并會(huì)進(jìn)行徹底的分析,然后在幾日后向FAA遞交詳細(xì)的測試報(bào)告。
上個(gè)月,波音公布說該公司已經(jīng)研發(fā)了一套額外的安全系統(tǒng)用于保證飛機(jī)搭載的不會(huì)受到過熱的影響發(fā)生事故。這套方案已經(jīng)通過的FAA的審核得到了批準(zhǔn)。
波音已經(jīng)向全世界的航空公司交付了50架全新的波音787夢想客機(jī)用于商業(yè)運(yùn)營。












