【化工機械設(shè)備網(wǎng) 熱點關(guān)注】 據(jù)外媒報道，日前（2019年4月）倫敦帝國理工學院(Imperial College London)物理和化學系的研究人員使用經(jīng)過特殊設(shè)計的塑料薄膜和簡單的鹽水，研發(fā)出新型電池原型。該款新型電池原型可以在電池充電時改變顏色，可以提高現(xiàn)有電池的充電速度，同時可在也能應(yīng)用于現(xiàn)有的電池技術(shù)上，為儲能、生物傳感和智能變色材料創(chuàng)造新設(shè)備。
與傳統(tǒng)鋰離子電池優(yōu)劣勢對比
目前使用頗為廣泛的電池是鋰離子電池，此種電池容量相對較高(可以存儲大量電荷)，但是不能快速充電或放電。此外，還具備有機電解質(zhì)和其他危險易燃材料，因而需要小心處理和放置。
與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，該款電池原型存儲的電荷更少，但是其可在幾秒鐘內(nèi)充放電。該款電池由聚合物制成(構(gòu)成塑料的長分子鏈)，此種材料有一個額外的好處，可在電池充電時改變顏色，讓用戶輕易讀取電池的充電狀態(tài)。
為可回收電池開辟一條可行途徑
參與該項研究的聯(lián)合作者Alexander Giovannitti博士表示：“我們創(chuàng)建電池原型所使用的材料能以較低成本制造，結(jié)合使用無毒且不易燃的水基電解質(zhì)，可能為研發(fā)出可回收電池開辟一條可行途徑。”
新材料的設(shè)計
此前，聚合物材料作為柔性添加劑或是分離正極和負極的電解質(zhì)，已經(jīng)成功應(yīng)用于電池中。但事實證明，該材料用作活性材料，供在水中進行操作的電池電極使用時非常具有挑戰(zhàn)性。
此次取得突破源自于聚合物材料的設(shè)計，此類材料能從鹽水中吸收或釋放正離子或負離子，而且速度快且可逆，并且不會產(chǎn)生降解。當設(shè)備進行充電時，此類離子就會被吸引到帶相反電荷的電極上。
水基電池無毒，是非常理想的電池，但是此類電池很難讓水中的離子與電極進行可逆交換。研究小組設(shè)計了側(cè)鏈，連接到導(dǎo)電聚合物的“主干網(wǎng)”上，從而解決了該問題。通過在側(cè)鏈上使用極性材料，研究人員研發(fā)出高親水性的電極。
根據(jù)該原理，研究人員能夠制造出正負電極，從而能夠從水中吸收正負離子，因此研究人員獲取了制造電池的材料。由于聚合物的主干網(wǎng)已經(jīng)是柔性的，在電池充放電時可以膨脹和收縮，因此就不再需要添加劑了。
聯(lián)合作者Davide Moia博士表示：“使用鹽水擺脫了毒性和易燃性的擔憂，但是與其他有機電解質(zhì)相比，此類水基電解質(zhì)并不容易使用，因為其會限制設(shè)備的充放電量。”
使用塑料薄膜和鹽水研發(fā)無毒電池原型不僅可以提高現(xiàn)有電池的充電速度，降低現(xiàn)有電池的毒性，也為可回收電池的研發(fā)開辟了一條可行的途徑。目前根據(jù)科學研究表明，廢電池對環(huán)境的污染十分的嚴重，一節(jié)電池可以污染數(shù)十萬立方米的水。未來如果這種電池可以成功問世，那么或?qū)Νh(huán)境有著很大的幫助和改善的作用。
原標題：用塑料薄膜和鹽水研發(fā)無毒電池或為可回收電池開辟新途徑
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