云南
你听说过水系电池吗？
复旦大学化学与材料学院先进材料实验室研究员晁栋梁，带领团队实现了水系电池在能量密度上的重大突破，开发了新型锌基、锰基、锡基、硫基水系电池体系。
听说过锂电池、铅酸电池、固态电池，水系电池又是怎么回事？为什么水系电池在能量密度上有所突破，会引起这么多家官方媒体转载报道？
对于水系电池，上官新闻在报道时采用的《听说未来的电池不会爆炸？》这一标题恰恰能说明水系电池的最大优势，如果能将水继电池装载于新能源电动汽车上，那么我们在新闻中看到的那些碰撞后电池起火爆炸的事件可能就不会再发生。
因为在众多电池当中，水系电池是最安全的电池之一。
水系电池的全称叫做水系液流电池，是一种具有超高安全性储能系统的电池，用的是水作为介质，就是可以扑灭火用的水。
水蓄电池在工作的时候使用的是水作为主要的电解质，利用水的化学特性，在电池的内部发生化学反应，从而完成储存和释放能量的作用。
水系电池其实是一个分类，具体分类有水氧化物电池，水解电池等等。
其中水氧化电池是利用水分子发生氧化还原反应时，产生的氢气和氧气来实现能量的储存和释放，比如水氧化铁电池。
水分解电池就更好理解了，水在经过电解以后会产生氧气和氢气，正是利用这个过程，让水解电池完成了能量的储存与释放。
在一些野外救援设备当中，搭载的能量电池多数是水系电池。
因为水电池的体积普遍比较小，使用的寿命非常长，尤其是和救援这种特殊的场景。
不过目前来说，水系电池应用最好的领域仍然是安全储能，因为水系电池的能量密度比较低，所以遇到大型储能的场景时，就会是几个占地非常大的大家伙。
但水系电池的安全性超高，价格成本也低，所以很多安全储能场景下，人们更倾向于使用水系电池。
水系电池的能量密度特别低，我们生活中常见的锂电池能量密度基本是100Wh/kg至250Wh/kg之间。
目前在能量密度方面，最具优势的还是固态电池，目前实验室生产的电池样品同样密度已经突破了500 Wh/kg，根据目前的研究方向和趋势，达到每公斤几千瓦时完全是有可能的。
在早期的电池市场争夺战当中，电池的能量密度是决胜的关键因素。
因为电池的能量密度越高，就意味着在同等单位条件下，电池携带的能量越高，续航能力越强。
尤其是现在的电动汽车，留给汽车储存电池的空间并不多，在已知可容纳电池体积的情况下，能量密度越高，自然更具有优势。
正是因为以上种种原因，水系电池才渐渐被锂电池抢夺了市场。
不过就安全性而言，锂电池并非是我们最好的选择。
固态电池的安全性更高一些，在能量密度上的表现，比普通液态电池也要优秀很多，所以固态电池是目前科研人员的主要研究方向。
水系电池一直不被大家所关注，最重要的原因就是因为水系电池的能量密度实在是太低了。
水系电池会被其他电池挤出电池竞争赛道，就是因为它的能量密度低得连竞争赛的入场券都拿不到。
不过从2020年开始，为了研究出一款更安全、不容易燃爆的电动汽车电池，有些科研团队将目标放在了固态电池上，也有科研团队转而走向了水系电池的竞争赛道。
水系电池的名气虽然没这么大，但这种电池要求的技术门槛非常高，而且研究难度较大，一般科研团队都不愿意选择这条赛道。
不过水系电池的优势是其他电池无法比拟的，它在安全、成本和环保性上都具有碾压性的优势，只要解决能量密度过低这一个弊端，水系电池一旦量产上车，将会给国产电动汽车开启一个全新赛道。
电动车搭配使用的铅酸电池，其实从广义上来说就是一种水系电池。
现在电动车搭配的电池主要有两种，一种是铅酸电池，一种是锂电池。两种电池其实在性格上有很大不同，铅酸电池容易“上火”，而锂电池则是脾气火爆。
所以在遇到不正当操作以后，铅酸电池往往只是起火，而锂电池就很容易在瞬间发生爆炸，并且爆炸时的威力很强。
现在科学家研究的水系电池是狭义上的水系电池，也就是比铅酸电池更为安全。
铅酸电池的能量密度普遍在40Wh/kg左右，放在车里特别沉，体积还很大，但实际上的续航能力表现非常拉垮。
明明同一款车子，内饰和外部都看起来差不多，为什么续航能力越短的车子就越便宜？
这就是因为续航能力短的电动两轮，使用的电池也大多数是能量密度较低的铅酸电池。
按照这一思路进行思考，如果未来的电动汽车搭配的电池都是水系电池，那么，大家在驾驶新能源电动汽车的时候，就不用再担心过度充放电或者行驶碰撞带来的安全问题。
就目前的新闻也可以发现，除了复旦大学以外，多家研究团队也相应在水系电池方面取得了突破性的进展。
中国科学院大连化学物理研究所李先锋、傅强教授领导的团队，基于卤素多电子转移研发出来了一种能量密度高达1200Wh/L的水系电池。
高能量密度的水系电池价格虽然会比低能量密度的水系电池贵一些，但是在价格方面，就整个电池市场而言，还是具有一定的优势。
毕竟现在钛电池没办法量产，上车最大的问题之一就是在价格方面让很多人没办法接受。
水系电池真正在能量密度上实现了较大突破，且成本合理的，量产上车指日可待。
参考资料：
［1］中国青年报《高能量水系电池来了！复旦“青椒”探索电池新风口》2024-05-22
[2]上观新闻《听说未来的电池不会爆炸》2024-04-30
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