電池原型設(shè)計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)計原則新的原型，因為它充電而改變顏色，后面也可以適用于現(xiàn)有電池技術(shù)來創(chuàng)建新設(shè)備儲能，生物傳感，和智能變色材料。

最廣泛使用的電池當前有鋰離子電池，其具有相對高的容量（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)計的塑料薄膜和簡單的鹽水代替。

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，例如當車輛制動的能量在稍后用于加速車輛時。

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

該團隊表示，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)計背后的原則可能適用于各種正在開發(fā)的儲能設(shè)備。

設(shè)計新材料

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極的電解質(zhì)，但是它們在水中操作的電池電極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，該材料能夠快速，可逆地吸收和釋放鹽水中的正離子或負離子而不會降解。當器件充電時，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。

該團隊通過設(shè)計側(cè)鏈來連接導(dǎo)電聚合物“骨架”來解決這個問題。通過使用極性材料作為側(cè)鏈，它們可以產(chǎn)生對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，因為它可以限制金額與其他有機電解質(zhì)相比，您可以進出設(shè)備的能量。

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