复旦大学新能源研究所教授夏永姚课题组经过艰苦努力,终于在有关水系锂离子电池的研究领域取得突破性进展,找到了导致水系锂离子电池循环性差的核心问题。这一研究成果发表在最新一期Nature Chemistry上。

  水系锂离子电池具有价格低廉,无环境污染,安全性能高,高功率等优点,这种电池将来可望用于风力、太阳能发电等能量储存、智能电网峰谷调荷和短距离电动公交车等。但受其循环性差的影响,目前还无法投入实际应用。

  1994年,Dahn研究组在美国Science杂志首次报道了一种用水溶液电解质的锂离子电池,负极采用VO2,正极采用LiMn2O4,电解质溶液为微碱性的Li2SO4溶液,其平均工作电压1.5V,实际应用中这种电池的能量密度接近40Wh/kg,大于铅酸电池(30Wh/kg),与Ni-Cd电池相当,但循环性能很差,使该种电池寿命较短。

  为了提高循环性能,提高电池充电次数,过去的许多研究集中在研究合适的电极材料上,以提高循环性能。但这些尝试无法有效解决关键问题,一般100次循环后(也就是充电100次后),容量维持率就会低于50%。