口水电池：唾液驱动 可点亮LED
日前，美国纽约州宾汉姆顿大学的研究团队开发出一款可以通过唾液驱动的“口水电池”。这种电池外观像巧克力，依靠口水“唤醒”电池储存的特殊细菌来驱动电流。目前它需要大量串联才有明显电量，未来可能成为临时电源。
蔡尚恩展示研究成果
这款“口水电池”外表薄得像纸张，由硝酸银制成的阴极，加上导电聚合物做为阳极，中间则是冷冻干燥细菌做的储存器，奥奈达湖杆菌能够以葡萄糖类的有机质为食，所以口水就很适合。当干燥的细菌遇到口水后就会被唤醒，开始进行呼吸作用（分解养料），在这个过程中就会释放电子与质子，硝酸银的阴极就会捕捉这些电子产生电流，目前已证实可行，但是电量还需要加强。
蔡教授说，现在我们细菌电池的功率大约是每平方公分几微瓦（百万分之一瓦），串联16个可以勉强点亮LED，但是对于其他需要更高功率的电子产品仍是不够，因此我们需要对电池进行功率改进，这是未来的努力方向。
新型柔性电池：眼泪可为其供电
为了使电池能更安全地为可穿戴设备和医疗设备供电，科学家们开发出了一种全新的柔性电池，可以利用盐水为其供电——未来甚至可能可以利用血液、汗液或眼泪为其供电。本周发表在《Chem》杂志上的一篇论文描述了这种新型电池。
研究人员称，因不是利用有毒化学品，因此这种电池更安全：它们由相对无害的盐水等液体提供动力。电池主要有三个主要组成部分：两个导电的金属电极——带正电的金属电极和一个带负电的电极，以及电解质之间的溶液。当电池为器件供电时，离子释放出电子，然后通过电解质溶液从一个电极移动到另一个电极。
镁空气电池：加盐水能供电动车跑300公里
“这是一组镁空气电池，注入盐水后能够驱动这台车行驶超过300公里。”8月10日，“迈格镁能”创新团队指导老师、长沙理工大学材料学院贺浩博士指着一台四轮电动车说，“我们叫它‘王家湾一号’，前两天已经路试成功。”贺浩介绍，现在的电动汽车还存在充电桩建设不完善、充电速度慢等难题，而镁空气电池可以设计为备用电源、应急照明设备，即插即用，“镁空气电池不用充电就能产生电流。”
早在上世纪60年代，镁空气电池技术就已应用在军事领域，尤其是潜航器、鱼雷等武器。贺浩说，镁空气电池的核心技术在于空气电极。这种电极由催化剂、粘结剂等材料制成，是镁空气电池的正极，作为负极的镁板可大可小，镁板越大，产生的电量也就越大。“要使用镁空气电池的时候，就往盒子里插入镁板，再往电池里注入盐水，电池即可产生电流，不用的时候就将盐水抽出。直到金属镁耗尽，电池才算用完，金属镁板消耗完后可以更换新的继续使用。”团队成员金帆介绍，他们为“王家湾一号”设计的电池镁板长宽均为20厘米，外形上看就是一个塑料小方盒。
那么，这款电池如何应用在汽车上呢？这需要做个电池组。团队成员们组装了40个电池，串联起来，就可以产生足以驱动电动车的电量。“可产生约18度电，能够驱动这辆车行驶超过300公里。”贺浩称。电池组装好之后，他们开始了电动车“换心”工作——以“迈格镁能”自制的镁电池替换一台电动四轮代步车原有的铅酸电池。8月8日，电动四轮代步车改装成功，试驾五公里，各项动力指标正常。贺浩认为，改装后的代步车能源更持久、更轻便、更环保。下一步，他们将进一步完善动力电源，让镁空气电池真正走向生活。
在7月长沙的抗洪灾区现场，这些镁空气燃料电池也发挥了不小的作用。团队成员朱焕文说，为了支持抗洪期间通讯畅通、电有保障，他们连夜赶制了一批镁空气电池“超级手机充电站”和一套应急手电筒充电设备。相比常见的充电宝，这个充电宝要“强大”很多——不足2公斤，加入盐水就可以发电，同时为8至10部手机实现快速充电，一组金属镁板能满足近百部手机的电力需求。就这样，他们解决了长沙洋湖街道白庙子社区防汛指挥所的值守工作人员、周边群众通信设备的供电问题和应急手电筒的充电问题。
新型丝胶蛋白粘结剂 解决高压正极自放电问题
近日，新加坡南洋理工大学陈晓东教授课题组研发了一种亲水型的丝胶蛋白粘结剂，该研究发现，丝胶蛋白作为正极材料粘结剂时，能够有效维持正极材料的结构稳定和固体电解质膜的成分稳定，比传统的粘结剂材料聚偏氟乙烯（PVDF）表现出更好倍率性能和容量性能，并且还同时解决了高压正极材料的自放电问题。
丝胶蛋白作为电极材料粘结剂具有诸多优点：首先，丝胶蛋白在5 – 0 V的电化学窗口下具有与PVDF相当的电化学稳定性。其次，丝胶蛋白是一种水溶性蛋白质，其所需溶剂为水，相比于传统粘结剂所需溶剂甲基吡咯烷酮（NMP）对环境更加友好。
不仅如此，组成丝胶蛋白的多肽链含有丰富的亲水基团，能够有效与材料颗粒表面附着，从而保证电极材料的结构整体性。尤为重要的是，丝胶蛋白是提取自蚕丝的工业废料，原料丰富，每年产量超过5万吨，生产成本低廉且工艺简单，可以变废为宝，为其在大规模的工业应用提供了可能。
在以锂镍锰氧为正极材料的锂离子电池测试中，研究人员发现丝胶蛋白作为粘结剂的锂离子电池表现出了比PVDF更好的电化学性能，这种优势会随着充放电速率的增加而进一步扩大。在1C的充放电速率（1h）下，丝胶蛋白电极具有121.2 mAhg-1的容量，PVDF电极具有111.8 mAhg-1的容量，性能差异不大。
而当充放电速率达到5C时（10 min），丝胶蛋白电极仍有91.8 mAhg-1的容量，作为比较，PVDF电极在该速率下的容量为28.5 mAhg-1。这也揭示了丝胶蛋白作为粘结剂时，能够给予电极材料更好的倍率性能，该发现也为超快充放电的研发提供了新的启发。研究人员同时还研究了该丝胶蛋白对高压电极材料自放电现象的遏制能力。
结果显示丝胶蛋白（10%含量）电极能够在4.7 V的开路电压保持近180小时，且增加丝胶蛋白的含量可大大提供其电压稳定时间（> 600 h），而PVDF电极在不同含量下在4.7 V 保持约20小时后便迅速下降到3.5 V左右。该发现表明丝胶蛋白能够有效遏制高压电极材料的自放电，从而提高电池的容量和循环寿命。
为了进一步揭示这一优异性能的背后机理，研究人员还对不同循环阶段电极材料的X射线光电子能谱（XPS）进行了具体分析，XPS分析发现，在不同的循环阶段，丝胶蛋白的固体电解质膜层的成分，相比于PVDF电极更加稳定。
电化学阻抗分析同时表明丝胶蛋白粘结剂的电极具有更加稳定的材料界面，具有更小的锂离子扩散能垒（26.1 kJ/mol），PVDF电极的锂离子扩散能垒为37.5 kJ/mol，这也从机理上揭示了丝胶蛋白的优势所在。
媲美锂电：悉尼大学研制出新型可充电锌空电池
近日，悉尼大学的一支研究团队，创造出了由丰富元素组成的催化剂，让锌空电池变得可再充电，并与移动设备上所使用的锂电池展开竞争。锌空电池的能量，来自锌与电芯周边的空气所发生的化学反应，本质上就是吸入氧气与碳阴极作用产生氢氧化物，反过来由于锌阳极相互作用产生电流。
一名研究人员手持一枚锌空可充电电池原型
由于采用空气作为反应剂，使得电池能够装下更多的锌，从而提升能量密度、让电池更轻更安全。问题在于，锌阳极被氧化之后，就没有多大用处了。
虽然可以通过“机械替换”的方式完全更换电池里的锌，或者用地球上罕见的稀土矿物作为点催化剂来减少放电时的氧气（并在充电时产生）。
论文一作 Yuan Chen 表示：“在此之前，可充电锌空电池都采用了昂贵的金属催化剂，比如铂和铱氧化物。作为对比，我们的方法产生了一些全新的高性能、低成本催化剂家族”。
为了制作这种电催化剂，研究人员制作了不含常见的铁、钴、镍等元素的金属氧化物。通过仔细控制这些金属氧化物的组成、大小和晶度，其生产方法可以简化和提升制造可充电锌空电池的效率。
在测试中，研究人员用 120 小时对这种新型锌空电池进行了 60 次充放电循环，发现电芯仅损失了不到 10% 的效力。尽管还比不上锂空电池，但其成本应该更低、生产也更容易。
有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。
新碱性电池来了 也许可以替代锂离子电池
上周，Sun Microsystems联合创始人比尔·乔伊（Bill Joy）与他支持的公司Ionic Materials展示一种电池新设计，具体来说是固态碱性电池设计，据说新电池比锂离子电池更便宜更安全。
新碱性电池未来可能应用于三大领域：消费电子设备、电动汽车、电网能源存储系统。乔伊称，技术还没有为商用做好准备。可充电碱性电池技术会在5年内做好商用准备，乔伊还说，Ionic Materials没有工厂制造这种电池。
原型设计证实碱性电池最多可以充电400个循环，Ionic Materials相信循环次数可以提高2倍。
除了商用前途不确定，充电碱性电池还有一个缺点，它比今天的锂离子电池更重。
