据外媒报道,伦敦帝国理工学院(Imperial College London)物理和化学系的研究职员使用经由特殊设计的塑料薄膜和简朴的盐水,研发出新型电池原型。该款新型电池原型的设计原理(在电池充电时,能够改变颜色)也能应用于现有的电池手艺上,为储能、生物传感和智能变色质料创立新装备。
现在使用最普遍的电池是锂离子电池,此种电池容量相对较高(可以存储大宗电荷),可是不可快速充电或放电。别的,还具备有机电解质和其他危险易燃质料,因而需要小心处置惩罚和安排。

与古板锂离子电池相比,该款电池原型存储的电荷更少,可是其可在几秒钟内充放电。该款电池由聚合物制成(组成塑料的长分子链),此种质料有一个特另外利益,可在电池充电时改变颜色,让用户容易读取电池的充电状态。
该电池原型可提高现有电池的充电速率,降低现有电池的毒性,或者为制造出全新类型的电池铺平蹊径。
可接纳电池
加入该项研究的团结首席作者Alexander Giovannitti博士体现:“我们建设电池原型所使用的质料能以较低本钱制造,团结使用无毒且不易燃的水基电解质,可能为研发出可接纳电池开发一条可行途径。”
充电速率快,可是容量较低的电池可应用于一系列应用中,此类应用中的能量需要快速替换,可是电池可能并不小,例如汽车制动爆发的能量可稍后用于让汽车加速。
从更大的规模上来看,当太阳能或风能等可再生能源作为国家或地方电网的一部分供人使用时,只能间歇性地提供能源。可是,一个能够快速存储能量的电池系统,就可以在需要时将电力传送回电网,关于坚持电网稳固供应很有价值。
该研究团队体现,还需要继续研究,让该电池原型顺应上述应用领域,可是其设计原理可能适用于正在研发的种种储能装备。
新质料的设计
此前,聚合物质料作为柔性添加剂或是疏散正极和负极的电解质,已经乐成应用于电池中。但事实证实,该质料用作活性子料,供在水中举行操作的电池电极使用时很是具有挑战性。
此次取得突破源自于聚合物质料的设计,此类质料能从盐水中吸收或释放正离子或负离子,并且速率快且可逆,并且不会爆发降解。当装备举行充电时,此类离子就会被吸引到带相反电荷的电极上。
水基电池无毒,是很是理想的电池,可是此类电池很难让水中的离子与电极举行可逆交流。研究小组设计了侧链,毗连到导电聚合物的“主干网”上,从而解决了该问题。通过在侧链上使用极性子料,研究职员研发出高亲水性的电极。
凭证该原理,研究职员能够制造出正负电极,从而能够从水中吸收正负离子,因此研究职员获取了制造电池的质料。由于聚合物的主干网已经是柔性的,在电池充放电时可以膨胀和缩短,因此就不再需要添加剂了。
团结首席作者Davide Moia博士体现:“使用盐水挣脱了毒性和易燃性的担心,可是与其他有机电解质相比,此类水基电解质并禁止易使用,由于其会限制装备的充放电量。”