新型糖生物电池将比会传统锂电池耐用10倍？
来源：宝鄂实业
2019-03-12 11:21
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据国外媒体报道，目前，科学家最新研究表明，一种糖生物电池概念可以完全将糖中的化学能量转变为电流。这项最新研究报告发表在《自然通讯》杂志上，糖生物电池的能量存储密度大约是596安培-时/公斤(A-h/kg)，相比之下，锂离子电池的能量存储密度为42安培-时/公斤。这意味着糖生物电池比同等重量的现有锂离子电池持续使用至少10倍时间。
糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC)，是一种发电生物化学设备，能够将糖原和淀粉中的化学能量转变成为电流。同时，酶催化燃料电池使用传统燃料电池相同的工作原理，它们使用酶代替贵金属催化剂来氧化它们的燃料。
酶可以使用更复杂的燃料，例如：葡萄糖，同时，更复杂的燃料可使酶催化燃料电池具有更强的能量密度。
例如：合成已糖，在接近完全氧化作用下，每个葡萄糖分子可释放24个电子，然而，传统燃料电池中使用的氢分子，氧化作用下只释放2个电子。
Cell-Free BioInnovations公司资深科学家朱智光(音译)称，我们研究小组并不是最早建议使用糖作为生物电池的燃料，然而，我们却是首次证实糖生物电池完全氧化过程能够将化学能量转变为电流。锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。电池充电时，阴极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。放电时，锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子，并在阴极处合成锂原子。所以，在该电池中锂永远以锂离子的形态出现，不会以金属锂的形态出现，所以这种电池叫做锂离子电池。
2.锂离子电池工作原理—结构
锂离子电池是前几年出现的金属锂蓄电池的替代产品，电池的主要构成为正负极、电解质、隔膜以及外壳。
正极---采用能吸藏锂离子的碳极，放电时，锂变成锂离子，脱离电池阳极，到达锂离子电池阴极。
负极----材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物。
电解质---采用LiPF6的乙烯碳酸脂、丙烯碳酸脂和低粘度二乙基碳酸脂等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。
隔膜---采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜，尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低，而且具有较高的抗穿刺强度，起到了热保险作用。
外壳---采用钢或铝材料，盖体组件具有防爆断电的功能。
3.锂离子电池工作原理
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。
当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。此时正极发生的化学反应为：
同样道理，当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。此时负极发生的化学反应为：
不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
