复旦教授回复公众疑惑 详解“水锂电”充电原理

    “使用水锂电电动汽车可以行驶400公里?”“只要10秒钟就可以充满60千瓦时的电量? ”近日，关于复旦大学吴宇平教授研发新型水溶液可充锂电池(简称为“水锂电”)的报道引起了众多网友的关注和热议。对此，吴宇平教授就新型水锂电的研发充电原理作了详细解读，并对公众的一些疑惑作出回应。
    吴宇平告诉记者，现有的锂离子电池可以支持电动汽车跑180公里左右，能量密度(即同样大小、质量的情况下，每单位储存电能的多少)最高的为120Wh/kg，而水锂电的能量密度估计为220-300Wh/kg。因此，采用水锂电的电动汽车理论上是可望达到400公里的行驶距离的。
    据悉，汽车要跑按照400公里，大概需要60千瓦时的电量。吴宇平说，目前的有机电解质锂离子电池如果采用快充方式充电，20-30分钟(1200-1800秒)就可以充满80%；而锂离子在水溶液中跑的速度是在有机电解质中的100倍左右，加之水和锂离子是可以迁移产生能量的，因此，采用水锂电的电动汽车，6秒钟就能充满50%(即30千瓦时)的电量，可支持汽车跑200公里。因而，理论上10秒左右是可以将60千瓦时的电池100%充满的。不过，吴宇平同时解释说：“在实际中，这种充电方式可能只能在应急场合采用，因为这涉及到充电设备的技术和成本问题。”
    该课题组的研究成员王旭炯补充说，无论是传统的锂离子电池还是水锂电，采用快充方式充电是不宜将电池直接充满的，因为这会使电压升高导致效率损耗和电池损坏。因此，水锂电6秒钟充到30千瓦时的电量后，并不意味着继续充5、6秒的时间，就可以将电池全部充满。但是，可以继续选择慢充的方式将电池充满，或者选择放电后再继续充电。
    另外，这种新型水锂电能量效率能达到95%，其采用的是锰酸锂等材料在水溶液中具有优良的电化学性能，即使充一万次电，经过充放电循环后仍可以保持93%的效率。因此，良好的电化学性能为水锂电池的快充快放功能提供充分的支持。
    吴宇平在接受记者采访时强调，该新型水锂电的研发目前只是在原理上实现新突破，并在实验室得到了验证。但科学发明从实验室到产业化的过程中并非一蹴而就，仍有很多问题需要解决。“希望人们对科研成果的风险意识能有客观认识，并对科技成果转化为生产力的过程能有一定的耐心。”