W是300系列的不鎊鋼，如不鎊鋼304或者不鎊鋼316或者不鎊鋼316L。
[0072] 優(yōu)選地，負(fù)極除了負(fù)極集流體，還包括負(fù)載在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)。此 時，負(fù)極活性物質(zhì)為用于負(fù)極充放電的載體。負(fù)極活性物質(zhì)為鋒。
[0073] 優(yōu)選地，直接采用鋒片作為負(fù)極，鋒片既作為負(fù)極集流體，同時也為負(fù)極活性物 質(zhì)。此時，鋒片為用于負(fù)極充放電的的載體。
[0074] 為了提供更好的安全性能，優(yōu)選在電解液中位于正極與負(fù)極之間還設(shè)有隔膜。隔 膜可W避免其他意外因素造成的正負(fù)極相連而造成的短路。優(yōu)選地，含有微生物的電解液 從隔膜的中間部位加入到隔膜中。
[0075] 本發(fā)明的隔膜沒有特殊要求，只要是允許電解液通過且電子絕緣的隔膜即可。有 機(jī)系裡離子電池采用的各種隔膜，均可W適用于本發(fā)明。隔膜還可W是微孔陶瓷隔板等其 他材料。
[0076] 在一個優(yōu)選實(shí)施例中，電池包括隔膜，隔膜包括與負(fù)極接觸的負(fù)極側(cè)、與正極接觸 的正極側(cè)、位于負(fù)極側(cè)和正極側(cè)之間的中間部分，電解液通過所述中間部分加入到隔膜中。 將隔膜置入電解液中，微生物的細(xì)胞較難進(jìn)入隔膜的內(nèi)部，大部分細(xì)胞停留在隔膜的表面， 由此使得大部分微生物細(xì)胞與電極接觸。由于電極上具有較大的電流和電場，很容易造成 細(xì)胞死亡，因而通過從隔膜的中間部分加入微生物，一定程度上減弱了微生物受電場的影 響，提升微生物的存活時間。
[0077] 為了使保證本發(fā)明電池中微生物的存活，需對電流密度進(jìn)行限巧[J。優(yōu)選地，本發(fā)明 的電池進(jìn)行充放電時，電流密度范圍為0.0 OOlmA/cm2~1. OmA/cm2。本發(fā)明的電池優(yōu)選應(yīng) 用到需小電流放電的行業(yè)，如UPS電源、數(shù)碼產(chǎn)品、礦燈、錄音筆、藍(lán)牙耳機(jī)、L邸照明等。
[0078] 本發(fā)明還提供了一種電池的制備方法，所述方法包括W下步驟：提供一種電解液， 向所述電解液中加入至少一種微生物；提供正極和負(fù)極；將所述正極、負(fù)極和電解液組裝 成電池，所述微生物通過新陳代謝消耗所述電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。根據(jù)電池的產(chǎn)氣可W選 擇添加不同的微生物。微生物選自可W在新陳代謝中消耗電池產(chǎn)氣的種類。
[0079] 優(yōu)選的，當(dāng)電池進(jìn)行預(yù)設(shè)的充放電循環(huán)后，將已加入電解液的微生物取出，置于培 養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)后，再將培養(yǎng)后的微生物加入到電池的電解液中。具體的，在電池進(jìn)行預(yù)設(shè) 的充放電循環(huán)后，將電池拆解，將電解液加入到離必管中進(jìn)行離必，離必后收集上層清液， 將底部的離必產(chǎn)物分散在超純水中，之后將其轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)；培養(yǎng)之后，將微生 物再加入到收集的上層清液中，將電解液再組裝成電池，進(jìn)行充放電測試。
[0080] 微生物可W通過自身的形態(tài)調(diào)節(jié)、基因突變或者改變新陳代謝，W使自己適應(yīng)新 的應(yīng)激環(huán)境。經(jīng)過W上應(yīng)激環(huán)境的適應(yīng)過程，微生物在電池中的存活壽命得W延長。W上 送一過程稱為對微生物的馴化?？蛇M(jìn)行多次的馴化，使微生物的更加適應(yīng)應(yīng)激環(huán)境，延長其 在電解液中存活的壽命。
[0081] 本發(fā)明還提出了一種微生物育種的方法，所述方法包括W下步驟；向所述電池的 電解液中加入所要進(jìn)行育種的微生物，所述微生物用于通過利用所述電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體 進(jìn)行新陳代謝。通過電池進(jìn)行充放電，W使微生物通過自身的形態(tài)調(diào)節(jié)、基因突變或者改變 新陳代謝使自己適應(yīng)新的應(yīng)激環(huán)境，從而達(dá)到利用電池對微生物進(jìn)行育種的功能。經(jīng)過本 方法育種的微生物可W在電池的電解液中存活較長的時間，并可W伴隨電池的充放電。
[0082] 當(dāng)直流應(yīng)用到一對電極時，電池內(nèi)部產(chǎn)生磁場。電解液中的微生物會受到磁場作 用。微生物內(nèi)部會產(chǎn)生跨膜電位。當(dāng)電場超過某一闊值，將會明顯改變微生物細(xì)胞的形態(tài)， 表面疏水性、細(xì)胞膜脂質(zhì)的取向和凈表面電位。在未達(dá)到闊值時，直流電可W刺激微生物的 活性（如增大其生長率）和新陳代謝。
[0083] 在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，電池進(jìn)行預(yù)設(shè)充放電循環(huán)后，將微生物取出，置于培養(yǎng)基 中進(jìn)行培養(yǎng)后，再將微生物加入到電池的電解液中進(jìn)行育種。如此循環(huán)，可產(chǎn)生不同的育種 效果。
[0084] 本發(fā)明中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此 夕F，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。文中所述的較 佳實(shí)施方法與材料僅作示范之用。
[0085] 下面結(jié)合實(shí)施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局 限于下面的實(shí)施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范 圍。在本發(fā)明中，若非特指，所有的百分比均為重量單位，所有的設(shè)備和原料等均可從市場 購得或是本行業(yè)常用的。
[0086] 下面W負(fù)極為鋒、正極為LM0、電解液為氯化裡和氯化鋒水溶液的水系電池為例， 具體描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0087] 連施例1
[0088] 大腸桿菌（ATCC 11229)的培養(yǎng)
[0089] 100微升的大腸桿菌加入到裝有100血的LB培養(yǎng)基的250血的錐形燒瓶中。LB 培養(yǎng)基中同時混有l(wèi)Og/L丙麗，5g/L酵母提取物，W及5g/L化Cl (pH7. 0-7. 5)。培養(yǎng)條件 為37°C，220巧m，W及培養(yǎng)時間15h。加入15g/L瓊脂粉W形成固化板。
[0090] 電解液的制備
[0091] 配制成0.1 M氯化裡和0.1 M氯化鋒、%葡萄糖、1.0X10"個大腸桿菌細(xì)胞/ml、 抑為6.0的電解液。
[0092] 在微生物培養(yǎng)15小時后，取1. 5血培養(yǎng)液進(jìn)行離必，500化pm, 2min。去掉上清液， 將底部的離必產(chǎn)物分散在ImL去超純水中。再進(jìn)行一次上述離必和分散，最后將得到的微 生物分散到500 U 1的電解液中。通過LiOH和肥1將抑調(diào)節(jié)為6. 0。
[009引 電池的制備
[0094] 組裝雙電極Swagelok?電池。鋒金屬巧作為負(fù)極。隔膜為2. 5mm厚的AGM。復(fù)合 正極通過將83wt% LiMn2〇4，l〇wt%己快黑W及7wt%聚偏氣己帰（PVD巧混合制得。N-甲 基-2-化咯焼麗用作分散劑（NMP，純度99. 5% )。將NMP為溶劑形成的漿料涂覆到石墨巧 上。在7(TC的干燥箱中干燥2地，裁切出12mm直徑的圓盤狀極片（典型的活性物質(zhì)附載為 2. 4mg 'cm 2)，并將其浸入到電解質(zhì)溶液中，減壓（-0.1 Mpa)放置30min。不鎊鋼棒（SUS316) 和直徑為12mm的石墨棒分別用作負(fù)極和正極的集流體。電解液為上述制備的電解液。取 150yl電解液加入到AGM隔膜中，用于電池的循環(huán)。電解液從AGM隔膜的中間（區(qū)別于與 正負(fù)極接觸的兩側(cè)）加入，具體的，將AGM隔膜撕成兩半并在隔膜的中間滴入含有大腸桿菌 的電解液。所制得的電池記為A1。
[0095] 在一個多通道電池檢測儀度T-2000)上進(jìn)行恒流測試，電壓區(qū)間1. 4-2. IV，恒流 密度0. 25mAcm2,室溫。
[0096] 連施例2
[0097] 在實(shí)施例2中，微生物為枯草桿菌，枯草桿菌培養(yǎng)條件為3(TC，其余枯草桿菌培養(yǎng) 方法、電解液組分、電池制備方法，同實(shí)施例1。所制得的電池記為A2。
[0098] 連施例3
[0099] 在實(shí)施例3中，微生物為沙口氏菌，沙口氏菌的培養(yǎng)基改為瓊脂，其余沙口氏菌培 養(yǎng)方法、電解液組分、電池制備方法，同實(shí)施例1。所制得的電池記為A3。 WOO] 連施例4
[0101] 在實(shí)施例4中，電解液中氯化裡和氯化鋒的濃度均為0.05M，其余電解液組分、電 池制備方法同實(shí)施例1。所制得的電池記為A4。
[?！?連施例5
[0103] 在實(shí)施例5中，電解液中氯化裡和氯化鋒的濃度均為0. 15M，其余電解液組分、電 池制備方法同實(shí)施例1。所制得的電池記為A5。 W 04] 連施例6
[0105] 在實(shí)施例6中，電解液中氯化裡和氯化鋒的濃度均為0. 05M，其余電解液組分、電 池制備方法同實(shí)施例2。所制得的電池記為A6。 ?！?連施例7
[0107] 在實(shí)施例7中，電解液中氯化裡和氯化鋒的濃度均為0. 15M，其余電解液組分、電 池制備方法同實(shí)施例2。所制得的電池記為A7。
[0…引 連施例8
[0109] 在實(shí)施例8中，電池主要構(gòu)成的制備方法同實(shí)施例1，與實(shí)施例1中電池區(qū)別是： 將培養(yǎng)好的大腸桿菌（大約1.0X10"個細(xì)胞/ml)進(jìn)行10次馴化，再配制成電解液。實(shí)施 例8中電池記為A8。
[0110] 大腸桿菌的馴化
[01U] 將培養(yǎng)好的大腸桿菌（大約1.0X10"個細(xì)胞/ml)加入到電解液，并在電池中循 環(huán)1-2周后，電解液中的大腸桿菌被取出放入LB培養(yǎng)基中。具體的，電池循環(huán)后，在安全柜 中將其拆卸，將AGM隔膜轉(zhuǎn)移到一個1. 5ml的微量離必管中，并加入1ml超純水。經(jīng)過潤流 2min形成的分散液轉(zhuǎn)移到另一個1. 5ml的微量離必管中。經(jīng)過1000化pm離必2min后，去 除上層清夜，將底部的離必產(chǎn)物分散在Iml的超純水中，并經(jīng)過30砂得潤流。之后將其轉(zhuǎn) 移到100mL的LB培養(yǎng)基介質(zhì)中。經(jīng)過7小時的培養(yǎng)后，培養(yǎng)基變得渾濁，送意味著大腸桿 菌在電池循環(huán)過程中存活下來。如果培養(yǎng)時間持續(xù)48小時，培養(yǎng)基仍然清澈，送意味著大 腸桿菌在電池循環(huán)后已經(jīng)死亡。將成功存活的大腸桿菌收集，并根據(jù)上述同樣的方法再放 入電池進(jìn)行下一次的電池適應(yīng)試驗(yàn)的循環(huán)。按上述馴化方法將大腸桿菌馴化10次。
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