刘未未，王保峰，李 磊

（1上海交通大学化学化工学院，上海 201100；2上海电力学院环境与化学工程学院，上海 200082）

随着经济的发展和人口的增长，矿物燃料日益枯竭，带来了能源危机，新能源的开发利用迫在眉睫，可再生能源（风能、太阳能等）的研究受到了广泛关注，然而这些可再生能源却受时间和季节的限制。因此，需要研究开发储能系统以便高效利用能源，锂离子电池装置是实现储能的技术之一。在电池的发展历程中，锂离子电池以其优异的性能逐渐胜出。锂离子电池拥有最高的能量密度，约为120～200 W·h/kg[1]。然而现在商业化的锂离子电池基本上都采用有机体系做电解液，有机溶剂的毒性和易燃性给其应用带来了很多负面影响，在不恰当的使用条件下（如过充、过放、短路等）会导致着火甚至爆炸等事故的发生。因此，国内外科研工作者把目光转向了水系锂离子电池。水系锂离子电池具有以下优点：①功率较高，水系锂离子电池的电导率一般比有机体系高一到两个数量级；②成本较低，有助于工业化生产；③环境污染小。但由于水本身分解电压低（1.23 V），导致能量密度降低，并且考虑到氢氧析出的过电位，其稳定的工作电压很难超过2 V，所以工作电压应在1.3～2.0 V。水系锂离子电池的容量在充放电循环中衰减很快，至于衰减机理和正负极材料的适用性，科研界尚未达成共识。

1994年，Dahn等[2]首次提出水系锂离子电池的概念。在这种新型水系锂离子电池中，Li2SO4或LiNO3水溶液作为电解质，负极采用 VO2，正极采用LiMn2O4。……