另外，该课题组还首次提出了锂离子在该复合膜发生“电位穿越”的理论。
据介绍，锂电池的主要工作原理是依靠锂离子在正负电极之间的迁移而产生电流的。这种迁移是在溶液中进行的。但是由于低电位的锂离子会和水溶液发生电化学反应（析出氢，生成氢氧化锂），从而使电池自身发生损耗，不能发生可逆充电，因此水锂电池研究要解决的核心问题就是如何防止锂离子和水在低电位发生反应。而采用原有的“极化”（即不断尝试使用新型的材料制作电极）解决方案，只能使水锂电池所产生的电压最多达到2.0V，而且充放电效率低。
吴宇平介绍，该课题组则换了另外一种思路——用高分子材料和无机材料制成复合膜，包裹在金属锂外。而这层复合膜成为了锂离子的电位在正负极之间“时空穿越”的“随意门”和“时光机”——在这个膜的作用下，质子和水分子无法在低电位下得到电子，就不会在锂离子迁移过程中发生析氢或者水的分解。
吴宇平道：“你可以把它形象地想象成锂离子的电位经过膜，一下就到了负极，然后又直接从负极回到正极，就好像科幻片中，人跨过时光门可以直接在地球和外太空之间往返。”因此，吴也把这一新发现称作“电位穿越”。
据课题组介绍，新型水锂电，可以大幅降低电池的成本，提高其能量密度，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。该体系计算的实际能量密度大于220Wh/Kg（瓦时/公斤），能量效率高达95%，预计装备这一新型水锂电的电动汽车的行驶距离有望达到400公里，而现在市面上售卖的电动车出行距离为150-180公里（如荣威E50在60公里等速时续航里程为180公里）。
产业化之路还很漫长
“目前锂电池技术研发的方向主要是在保证电池的安全性、循环性等基本性能基础上不断地提升能量密度。”赛迪顾问的高级咨询师张谦向本报表示，在传统的3C领域，由于智能手机、平板电脑的普及，原有的电池体系能量密度不能满足续航要求，主要通过改善电池设计和提高电池电压来增加能量密度，但是现有材料体系增加电压是存在极限的，只能提升13-20%左右。
在新能源汽车领域，《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》中提出到2015年电池模块的能量密度要达到150KW/kg以上，事实上我国目前的动力电池模块的能量密度在100-120之间，进一步提升能量密度，解决新能源汽车尤其是纯电动汽车的“里程焦虑”是动力型锂电池技术发展的关键。
