電池原型設(shè)計(jì)采了鹽水和無毒且快速充電的材料，為新型電池鋪平了道路。

該設(shè)計(jì)原則新的原型，因?yàn)樗潆姸淖冾伾竺嬉部梢赃m用于現(xiàn)有電池技術(shù)來創(chuàng)建新設(shè)備儲(chǔ)能，生物傳感，和智能變色材料。

最廣泛使用的電池當(dāng)前有鋰離子電池，其具有相對(duì)高的容量（它們保持大量電荷的），但不排出或再充電的能量很快。它們還含有有機(jī)電解質(zhì)和其他可能有害且易燃的材料，這意味著它們需要小心處理和處理。

研究人員開發(fā)的新電池原型采用專門設(shè)計(jì)的塑料薄膜和簡(jiǎn)單的鹽水代替。

雖然它可以比傳統(tǒng)的鋰離子電池保持更少的電量，但由聚合物制成的原型-構(gòu)成塑料的長(zhǎng)鏈分子-可以在幾秒鐘內(nèi)充電和放電。作為其使用的材料的附加好處，它還在充電時(shí)改變顏色，使用戶能夠輕松地讀出電池的充電狀態(tài)。

該原型可以為提高現(xiàn)有電池的充電率和毒性鋪平道路，或提供制造全新電池的途徑。

開發(fā)可回收電池

用于制造電池原型的材料可能以低成本制造，并結(jié)合使用無毒和不易燃的水基電解質(zhì)。這種方法可以成為開發(fā)可回收電池的可行途徑。

具有更快充電時(shí)間但更低容量的電池可具有一系列應(yīng)用，其中能量需要快速交換但電池不需要很小，例如當(dāng)車輛制動(dòng)的能量在稍后用于加速車輛時(shí)。

在更大規(guī)模上，當(dāng)太陽能或風(fēng)能等可再生技術(shù)被用作國(guó)家或地方電網(wǎng)的一部分時(shí)，它們只能間歇性地提供能源。能夠快速存儲(chǔ)這種能量但在需要時(shí)將其送回電網(wǎng)的電池系統(tǒng)對(duì)于保持供電穩(wěn)定是有價(jià)值的。

該團(tuán)隊(duì)表示，他們的原型需要更多的工作才能適應(yīng)這些領(lǐng)域，但其設(shè)計(jì)背后的原則可能適用于各種正在開發(fā)的儲(chǔ)能設(shè)備。

設(shè)計(jì)新材料

聚合物材料之前已經(jīng)成功地用于電池中，作為添加劑以提供柔韌性或作為分離正極和負(fù)極的電解質(zhì)，但是它們?cè)谒胁僮鞯碾姵仉姌O中作為活性材料的用途已證明是具有挑戰(zhàn)性的。

這一突破來自聚合物材料的設(shè)計(jì)，該材料能夠快速，可逆地吸收和釋放鹽水中的正離子或負(fù)離子而不會(huì)降解。當(dāng)器件充電時(shí)，這些離子被吸引到相反電荷的電極上。

水基電池由于其無毒性而是理想的，但是難以使水中的離子與電極可逆地交換。

該團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)側(cè)鏈來連接導(dǎo)電聚合物“骨架”來解決這個(gè)問題。通過使用極性材料作為側(cè)鏈，它們可以產(chǎn)生對(duì)水具有高親和力的電極。

通過這一原理，他們能夠制造出正負(fù)電極，可以從水中接收相反的離子-而且它們具有電池的成分。由于聚合物骨架已經(jīng)是柔性的-在電池充電和放電的同時(shí)膨脹和收縮-因此不需要添加劑。

使用鹽水可以消除毒性和可燃性問題，但它不容易使用，因?yàn)樗梢韵拗平痤~與其他有機(jī)電解質(zhì)相比，您可以進(jìn)出設(shè)備的能量。

現(xiàn)在想要測(cè)試這個(gè)限制可以推動(dòng)多遠(yuǎn)。我們通過更安全的材料組合補(bǔ)償了更低的性能，但是改善性能可以開辟通往全新類型的可行儲(chǔ)能設(shè)備的道路，這些設(shè)備也是安全的。可持續(xù)的。