復旦大學新能源研究所夏永姚教授課題組關于水系鋰離子電池的研究取得突破性進展，找到了導致水系鋰離子電池循環(huán)性差、即壽命偏短的核心問題。這一研究成果發(fā)表在最新一期的國際一流學術刊物《自然—化學》（《Nature  Chemistry》）雜志上�！　∷�系鋰離子電池具有價格廉價、無環(huán)境污染、安全性能高、高功率等優(yōu)點，這種電池將來可望用于風力、太陽能發(fā)電等能量儲存、智能電網峰谷調荷和短距離的電動公交車等，但受循環(huán)性差等制約一直無法投入實際應用�！　�1994年《科學》（《Science》）上首次報道了一種用水溶液電解質的鋰離子電池，實際應用中這種電池的能量密度大于鉛酸電池，但循環(huán)性能很差，使得這種電池壽命較短。為了提高循環(huán)性能，提高電池充電次數，過去多集中于研究合適的電極材料以提高循環(huán)性能上，但這些嘗試無法有效解決關鍵問題，一般100次循環(huán)后也就是充電100次后，電池容量維持率低于50％。　　夏永姚教授課題組自2004年起一直從事鋰離子嵌入化合物在水溶液電解質中的研究，研究人員發(fā)現鋰離子嵌入化合物在水溶液電解質中的電極反應，遠比在有機電解液中復雜，除了考慮電極材料本身在鋰離子嵌入過程中的穩(wěn)定性外，必須考慮水分解析氫、水分解析氧的反應，水溶液中質子的競爭嵌入，電極材料在水溶液中的溶解問題等。　　經過一系列的實驗和分析，研究人員證實，在水和氧氣存在下，作為電池負極的電極材料會被氧氣氧化是造成水系鋰離子電池容量衰減的主要原因，而通過電池密封消除氧氣氧化、選擇合適的電極材料負極和碳包覆正極，就能大大地提高電池的循環(huán)性能，將電池10分鐘倍率從充放電100次容積維持率低于50％提高到可充放電1000次循環(huán)，容量維持率在90％以上�！　∠挠酪�教授對記者說：“雖然研究對提高水溶液鋰離子電池的循環(huán)性能提供了重要指導，但是水系鋰離子電池真正能實際應用還有一定距離。”