充電10秒即可行駛400公里？超級(jí)水鋰電池遭受質(zhì)疑

很多時(shí)候真正能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的技術(shù)

往往不是最好的技術(shù)，

而是最實(shí)用的技術(shù)。

最新一期《自然》雜志子刊《科學(xué)報(bào)道》發(fā)表了復(fù)旦大學(xué)教授吳宇平課題組的一項(xiàng)重磅研究成果。該課題組的水溶液鋰電池體系的最新研究，可將鋰電池性能提高80%。“只需充電10秒即可讓汽車行駛400公里，簡(jiǎn)直就是超級(jí)電池，現(xiàn)有的充電電池都應(yīng)該淘汰了，但是聽上去有點(diǎn)天方夜譚的感覺。”此報(bào)道在網(wǎng)絡(luò)上也瘋傳，很多人對(duì)此研究成果提出質(zhì)疑。甚至有網(wǎng)友認(rèn)為是上海交大造假漢芯的一次翻版。

本刊記者致電吳宇平教授本人，吳宇平稱各方媒體對(duì)該研究的報(bào)道已經(jīng)足夠，拒絕了記者的采訪請(qǐng)求。

10秒跑400公里的媒體誤傳

眾所周知，鋰電池的充電速度和續(xù)航能力是困擾純電動(dòng)汽車走入家庭的兩大障礙，現(xiàn)在市面上售賣的電動(dòng)汽車出行距離為150-180公里。“而只需充電10秒即可行駛400公里”的技術(shù)如果是真的，電動(dòng)汽車和普通汽車在性能上的差異不再明顯。但是這項(xiàng)聽起來多少有點(diǎn)“不靠譜”的研究成果為什么還能發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊上？抱著極大的好奇心記者決定到上海復(fù)旦大學(xué)“一探究竟”。

來到吳宇平教授所在的復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)西側(cè)的化學(xué)西樓的時(shí)候已經(jīng)是接近晚上8點(diǎn)鐘了，碰巧的是吳宇平教授剛剛做完實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)室出來，被記者“抓”個(gè)正著。

對(duì)媒體采訪已經(jīng)深感厭惡的吳宇平，出于無奈還是接受了記者的采訪，就媒體的相關(guān)報(bào)道做出了自己的解釋。

吳宇平說，水鋰電是當(dāng)今鋰電池研發(fā)的前沿和方向之一，它是用普通的水溶液來替換傳統(tǒng)鋰電池中的有機(jī)電解質(zhì)溶液。和傳統(tǒng)鋰電池相比，它的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是不容易發(fā)燙發(fā)熱，大大降低了安全隱患。

對(duì)于媒體報(bào)道“充電10秒即可行駛400公里”的提法，吳教授感到非常氣憤。“我們研究給出的數(shù)據(jù)是6秒鐘實(shí)現(xiàn)正極材料（如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等）充電量的54%，但不等于說是用兩倍的6秒時(shí)間，就可以充滿電池。更不可能實(shí)現(xiàn)續(xù)航400公里。” 吳宇平說。

記者隨后問及網(wǎng)上的數(shù)據(jù)是如何得出的？吳教授說：“我們接受采訪時(shí)說的是我們的技術(shù)可以讓正極材料在最快的6秒鐘充電到54%。這已經(jīng)是目前世界上充電最快的電池正極材料。但是，媒體為了炒作，并想當(dāng)然地進(jìn)行簡(jiǎn)單推算，認(rèn)為6秒鐘可以充電54%，那么10秒鐘就可以充滿，并將其外推到整個(gè)水鋰電池，進(jìn)而錯(cuò)誤地推算可以讓汽車行駛400公里。造成‘充電10秒可跑400公里’的錯(cuò)誤解讀。”

但是，在吳宇平提供給記者的一份“新型水鋰電池的新聞發(fā)布會(huì)”的資料上看到了“充電10秒可跑400公里”的語(yǔ)句。對(duì)此，吳宇平認(rèn)為這是資料上寫錯(cuò)了。

而對(duì)于多長(zhǎng)時(shí)間可以充滿電的問題，吳宇平解釋說：“具體的我們實(shí)驗(yàn)室并未測(cè)算過，需要和企業(yè)合作，目前的實(shí)驗(yàn)室條件達(dá)不到測(cè)算的標(biāo)準(zhǔn)。”

快充不等于充滿，耐用不等于無損耗

目前，國(guó)內(nèi)外有機(jī)電解質(zhì)鋰離子電池的最新技術(shù)是快充方式充電20—30分鐘（1200—1800秒）就可以充滿80%，而鋰離子在水溶液中跑的速度是在有機(jī)電解質(zhì)中的100倍左右，加之水合鋰離子是可以遷移產(chǎn)生能量。因此，水鋰電的電動(dòng)汽車6秒鐘就能實(shí)現(xiàn)充滿54%。

吳宇平介紹說，“和我們個(gè)人使用的手機(jī)電池一樣道理，采用快充方式充電是不宜將電池直接充滿的，因?yàn)檫@會(huì)使電壓升高導(dǎo)致效率損耗和電池?fù)p壞。因此，水鋰電池6秒鐘充到54%的電量后，并不意味著繼續(xù)充5、6秒的時(shí)間即可以將電池充滿。可以繼續(xù)選擇慢充的方式將電池充滿，或者選擇放電后再繼續(xù)充電。但目前能夠充滿的具體時(shí)間還不確定。在實(shí)際中，因?yàn)檫@涉及到充電設(shè)備的技術(shù)和成本問題，這種充電方式可能只在應(yīng)急場(chǎng)合采用。”

在關(guān)于耐用的問題上，吳宇平說：“水鋰電電池充電10000次，仍然可以保持93%的容量，這主要是由錳酸鋰等材料在水溶液中具有優(yōu)良的電化學(xué)性能所決定的。10000次充電，也只有7%的損耗，并且可以實(shí)現(xiàn)快充快放功能。”

吳宇平還告訴記者，美國(guó)能源研究所很看好這項(xiàng)成果，已經(jīng)有美國(guó)的企業(yè)有合作意向。另外，我們的技術(shù)還能在將來預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能發(fā)出來的電進(jìn)行高效率的儲(chǔ)存，不過這些都需要通過和企業(yè)進(jìn)一步合作來實(shí)現(xiàn)。

水鋰電池走向應(yīng)用還很遠(yuǎn)

“充電只需10秒”、“充電后能跑400公里”，這些字眼被多家媒體曝出后吸引了很多讀者的眼球，也帶來了不少質(zhì)疑，被認(rèn)為“根本實(shí)現(xiàn)不了”。即使吳宇平向記者糾正實(shí)際情況是“6秒鐘實(shí)現(xiàn)正極材料充電量的54%”，依然顯得有些天馬行空、離現(xiàn)實(shí)頗遠(yuǎn)。

對(duì)此，清華大學(xué)新能源技術(shù)研究所新型能源與材料化學(xué)研究室主任何向明告訴記者，這幾天接到了不少讀者來電，都覺得這項(xiàng)研究有點(diǎn)不現(xiàn)實(shí)，其實(shí)這主要是沒有正確認(rèn)識(shí)科研中基礎(chǔ)研究與工程化的區(qū)別。

何向明說，普通讀者看到復(fù)旦大學(xué)水鋰電池的報(bào)道會(huì)理解為“在工程上確實(shí)有一輛汽車實(shí)現(xiàn)了‘6秒鐘實(shí)現(xiàn)正極材料充電量的54%’”，而真正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)語(yǔ)言應(yīng)該是“這項(xiàng)技術(shù)如果成功應(yīng)用，各方面條件完善，將來有可能達(dá)到‘6秒鐘實(shí)現(xiàn)正極材料充電量的54%’的效果。”

“從基礎(chǔ)研究的角度來看，水鋰電池的研究在原理上行得通，水溶液功率高，有助于短時(shí)間充完電，也比較安全，確實(shí)是鋰電池發(fā)展的重要方向。但是實(shí)驗(yàn)室中能夠?qū)崿F(xiàn)的高能量密度水鋰電池，卻未必能應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中。” 何向明強(qiáng)調(diào)。

其實(shí)，科學(xué)界還有不少這樣的例子，很多聽上去前景光明的實(shí)驗(yàn)室研究成果卻不能應(yīng)用到實(shí)際，這主要是在技術(shù)轉(zhuǎn)化過程中需要考慮成本、市場(chǎng)等多方面因素。很多時(shí)候真正能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的技術(shù)往往不是最好的技術(shù)，而是最實(shí)用的技術(shù)。前幾年美國(guó)研究者研發(fā)出把二氧化碳通過光合成生產(chǎn)出乙醇和其他生物產(chǎn)品的方法。如果全世界都用這個(gè)方法，可以用太陽(yáng)能把空氣中二氧化碳變成乙醇做為燃料，這樣能源問題將很好地解決。可是事實(shí)上，這些實(shí)驗(yàn)室成果都還離實(shí)際應(yīng)用很遠(yuǎn)。“水鋰電池真正工業(yè)化恐怕也會(huì)是10年后甚至更遠(yuǎn)。” 何向明說。

另外，何向明表示，我們都知道沒有一樣產(chǎn)品是只涉及單一一項(xiàng)技術(shù)的，電動(dòng)汽車更是如此，是一個(gè)成百上千項(xiàng)技術(shù)的綜合體。在實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)高能量密度水鋰電池對(duì)基礎(chǔ)研究來說很有意義，但是只靠這一種技術(shù)卻未必能提高電動(dòng)汽車的性能，。

“舉一個(gè)極端的例子，如果有一臺(tái)100萬轉(zhuǎn)/分鐘的超強(qiáng)電機(jī)，把它安裝在汽車上，理論上汽車可以以超音速行駛，但是實(shí)際上汽車很可能因此而‘跑不起來’了。這是因?yàn)椋穗姍C(jī)還有很多因素制約著汽車行駛，這些問題尚未解決。而水鋰電池面臨的情況與此類似，用在汽車上的效果如何尚不得而知。”

關(guān)于工程技術(shù)的轉(zhuǎn)化，吳宇平坦言這不是他的強(qiáng)項(xiàng)。需要找到更為專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，這方面國(guó)內(nèi)的轉(zhuǎn)化能力和國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有差距。■