馬里蘭大學(xué)（UMD）和美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室（ARL）研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種具有開創(chuàng)性的“水鹽”水溶液鋰離子電池技術(shù)，與當(dāng)下的鋰離子電池提供同等電力、能效，且使用壽命旗鼓相當(dāng)，但不會(huì)帶來(lái)火災(zāi)危險(xiǎn)、不含毒化學(xué)品，對(duì)環(huán)境無(wú)危害。

　　該研究小組由馬里蘭大學(xué)化學(xué)與生物分子工程系副教授Chunsheng Wang和美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的傳感器和電設(shè)備的高級(jí)化學(xué)研究學(xué)家Kang Xu牽頭負(fù)責(zé)，科學(xué)雜志發(fā)表文章指出，此項(xiàng)技術(shù)提高了含水電池的電壓和功率，在水性電池的發(fā)展歷史中取得了重大進(jìn)展。

　　研究人員表示，此項(xiàng)研發(fā)技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，特別是涉及到大功率千瓦級(jí)或兆瓦級(jí)的應(yīng)用領(lǐng)域，如電動(dòng)汽車，電力存儲(chǔ)系統(tǒng)或者是對(duì)電池的安全性要求高的應(yīng)用領(lǐng)域，如飛機(jī)、艦艇或飛船、心臟起搏器醫(yī)療設(shè)備、軍事潛艇等應(yīng)用就對(duì)電池安全性要求極高。

　　此項(xiàng)技術(shù)可將水電解液的電化學(xué)窗口電壓從不足1.5伏提升至3.0 伏，水性鋰離子電池技術(shù)的功率和能量密度與非水性鋰離子電池不相上下。

　　據(jù)美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室能源和電力部門負(fù)責(zé)人愛(ài)德華·謝弗(Edward Shaffer)表示，這一發(fā)現(xiàn)能提高電池的安全性。新型電池的應(yīng)用范圍包括士兵攜帶和佩戴的設(shè)備，以及用于潛艇等空間有限的設(shè)備中更安全、減少占用空間的能源存儲(chǔ)裝置。

　　此項(xiàng)突破性技術(shù)的關(guān)鍵之處在于采用一種類型的水基電解質(zhì)，含超高濃度精選的鋰鹽。這種做法可改變電池的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致在在電極陽(yáng)極形成一層薄的保護(hù)膜，業(yè)界稱為"固體電解質(zhì)界面膜(SEI)"。此層性能穩(wěn)定的保護(hù)膜對(duì)于先進(jìn)的鋰離子電池至關(guān)重要。在此之前，只有非水性電解質(zhì)取得過(guò)此項(xiàng)技術(shù)。

　　其他水性電池技術(shù)的電壓和能量密度與電池性能成反比。然而，水鹽電解質(zhì)的陽(yáng)極/電解質(zhì)相間就可突破此技術(shù)瓶頸，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高電壓和能量密度，以及穩(wěn)定性能。

　　據(jù)最新研究表明，僅通過(guò)添加高濃度的鹽，可將之前無(wú)用的溶劑變得有用。

　　Kang Xu表示：“我們的研究開辟了水性電化學(xué)裝置新的應(yīng)用領(lǐng)域，除了電池之外，還有超級(jí)電容器及電鍍?cè)O(shè)備。”