據外(wai)媒報道，倫敦帝國理工學院(yuan)（ImperialCollegeLondon）物(wu)理和(he)化學系的研究(jiu)人員使用經過特殊設(she)計的塑料薄膜和(he)簡單(dan)的鹽水，研發(fa)出新型(xing)電(dian)池原型(xing)。該款新型(xing)電(dian)池原型(xing)的設(she)計原理（在電(dian)池充電(dian)時，能(neng)夠改(gai)變顏色）也能(neng)應用于現(xian)有的電(dian)池技術(shu)上，為儲能(neng)、生物(wu)傳感(gan)和(he)智能(neng)變色材料創造新設(she)備。

目前使用(yong)最(zui)廣泛(fan)的電(dian)池是(shi)鋰離子電(dian)池，此種電(dian)池容量相對(dui)較高（可以存儲大量電(dian)荷），但是(shi)不能快速充(chong)電(dian)或放電(dian)。此外，還(huan)具(ju)備有機電(dian)解質和(he)(he)其(qi)他危險(xian)易燃材料，因而需(xu)要小(xiao)心(xin)處理(li)和(he)(he)放置。

與(yu)傳統鋰離子電(dian)(dian)池(chi)相比，該(gai)款(kuan)電(dian)(dian)池(chi)原(yuan)型存儲的(de)電(dian)(dian)荷更少，但(dan)是其可在幾秒鐘內充(chong)(chong)放(fang)電(dian)(dian)。該(gai)款(kuan)電(dian)(dian)池(chi)由聚(ju)合物制成(cheng)（構成(cheng)塑(su)料(liao)的(de)長分(fen)子鏈(lian)），此(ci)種材料(liao)有一個額外的(de)好處，可在電(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)時改(gai)變顏色(se)，讓用戶輕(qing)易讀取電(dian)(dian)池(chi)的(de)充(chong)(chong)電(dian)(dian)狀態。

該電(dian)(dian)池(chi)原型(xing)可(ke)提高現有(you)電(dian)(dian)池(chi)的(de)充電(dian)(dian)速度，降低現有(you)電(dian)(dian)池(chi)的(de)毒性，或(huo)者為制造出(chu)全新類型(xing)的(de)電(dian)(dian)池(chi)鋪平道路。

可回收電池

參(can)與(yu)該項研(yan)究的(de)聯合首席(xi)作者(zhe)AlexanderGiovannitti博士表示：“我們創(chuang)建(jian)電(dian)池(chi)(chi)原型所(suo)使(shi)用(yong)的(de)材料能以較低成本制(zhi)造(zao)，結合使(shi)用(yong)無毒且不易燃的(de)水基電(dian)解質，可(ke)(ke)(ke)能為(wei)研(yan)發出可(ke)(ke)(ke)回收電(dian)池(chi)(chi)開(kai)辟一條可(ke)(ke)(ke)行途徑(jing)。”充電(dian)速(su)度快，但(dan)是容量(liang)較低的(de)電(dian)池(chi)(chi)可(ke)(ke)(ke)應(ying)用(yong)于一系列應(ying)用(yong)中(zhong)(zhong)，此(ci)類應(ying)用(yong)中(zhong)(zhong)的(de)能量(liang)需要快速(su)更(geng)換，但(dan)是電(dian)池(chi)(chi)可(ke)(ke)(ke)能并不小，例(li)如(ru)汽(qi)車制(zhi)動產生的(de)能量(liang)可(ke)(ke)(ke)稍后用(yong)于讓汽(qi)車加速(su)。

從更大的(de)范圍上(shang)來(lai)看(kan)，當太陽能(neng)或風能(neng)等可再生(sheng)能(neng)源(yuan)作為國家或地(di)方電網的(de)一部分供(gong)人使用(yong)時(shi)，只能(neng)間歇性地(di)提供(gong)能(neng)源(yuan)。但是，一個能(neng)夠(gou)快(kuai)速存儲能(neng)量的(de)電池系統(tong)，就可以在需(xu)要時(shi)將電力傳(chuan)送回(hui)電網，對于保持電網穩定供(gong)應(ying)很(hen)有價值。

該(gai)(gai)研(yan)究(jiu)團隊(dui)表示，還(huan)需要繼續研(yan)究(jiu)，讓該(gai)(gai)電池原(yuan)型適(shi)應上述應用領域，但是其設(she)計原(yuan)理(li)可能適(shi)用于正在研(yan)發(fa)的各種儲能設(she)備(bei)。

新材料的設計

此前，聚合物材料作為柔(rou)性(xing)添加(jia)劑或是分離正極(ji)和負極(ji)的電(dian)解質，已經成功應用于電(dian)池(chi)中(zhong)。但事實(shi)證明，該材料用作活性(xing)材料，供在水中(zhong)進行操(cao)作的電(dian)池(chi)電(dian)極(ji)使用時非(fei)常(chang)具(ju)有挑戰(zhan)性(xing)。

此次取得突破源自于聚合物材(cai)料的設計，此類材(cai)料能從鹽水中吸(xi)收或釋(shi)放正(zheng)離子或負離子，而且速度(du)快且可逆(ni)，并且不會產生降解。當(dang)設備(bei)進行充(chong)電(dian)時，此類離子就會被吸(xi)引(yin)到帶相反電(dian)荷的電(dian)極上。

水(shui)基(ji)電(dian)池無毒，是(shi)非常理想的電(dian)池，但是(shi)此類電(dian)池很難讓水(shui)中的離(li)子與電(dian)極進行(xing)可逆交換。研究(jiu)小組設計(ji)了側鏈(lian)，連接到導(dao)電(dian)聚合物的“主(zhu)干網”上，從而解(jie)決了該問題。通過(guo)在側鏈(lian)上使用極性材料，研究(jiu)人員研發出高親水(shui)性的電(dian)極。

根(gen)據該(gai)原(yuan)理，研(yan)究(jiu)人員能夠制造(zao)出正負電極，從而能夠從水中吸收(shou)正負離子，因(yin)(yin)此研(yan)究(jiu)人員獲取了(le)制造(zao)電池的材(cai)料(liao)。由于聚合物的主干網已經是柔(rou)性的，在(zai)電池充放電時(shi)可(ke)以膨脹和收(shou)縮，因(yin)(yin)此就不(bu)再需要添加劑了(le)。

聯合首席作者(zhe)DavideMoia博士表示：“使(shi)用(yong)鹽水擺脫了毒性和易(yi)燃性的擔憂(you)，但是與其(qi)他有機電解質相比，此類水基電解質并不容易(yi)使(shi)用(yong)，因(yin)為其(qi)會(hui)限制(zhi)設備的充放電量。”