變大并呈現(xiàn)輕微的白色和半透明狀。如圖3D所示，經(jīng)過(guò)44小時(shí)固體平板培養(yǎng)，馴化的大腸 桿菌的菌落顯現(xiàn)出微黃色，并且有小的圓點(diǎn)出現(xiàn)。送說(shuō)明馴化的大腸桿菌的生長(zhǎng)速率比原 始的大腸桿菌的生長(zhǎng)速率低。如圖3E和3F的沈M圖像所示，原始的大腸桿菌呈棒狀，并且 每個(gè)細(xì)菌大概0. 5微米寬，0. 5-1微米長(zhǎng)；馴化的大腸桿菌變成雞蛋狀，寬度變?。s0. 25 微米），長(zhǎng)度各有不同但是均在大腸桿菌一般的長(zhǎng)度范圍內(nèi)（0. 5-2微米）。
[0152] 實(shí)施例2、實(shí)施例9中，枯草桿菌馴化前后在LB中的的生長(zhǎng)過(guò)程如圖4所示。與馴 化的大腸桿菌一樣，馴化的枯草桿菌的生長(zhǎng)速率（圖4B和4D)相比于原始的枯草桿菌（圖 4A和4C)也產(chǎn)生降低。馴化的枯草桿菌的菌落顏色也變換為淡黃色（圖4D)。如圖4E和 4F的沈M圖像所示，原始的和循環(huán)的枯草桿菌均為棒狀得并且細(xì)菌的寬度大約為0. 25微 米。而馴化的枯草桿菌的長(zhǎng)度變得更短，約1微米，而原始的枯草桿菌長(zhǎng)度約2-4微米。如 圖4F中顯示的郝些非常短的細(xì)菌（約0. 5微米）可能是通常在應(yīng)激狀態(tài)產(chǎn)生的內(nèi)抱子。此 夕F，馴化的枯草桿菌在37C不能生長(zhǎng)而原始的枯草桿菌卻可W。
[0153] W上說(shuō)明，馴化前后的大腸桿菌和枯草桿菌均可W在本實(shí)施方式的電解液中存活 和生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)馴化的大腸桿菌和枯草桿菌的生長(zhǎng)速率降低，此有益于細(xì)菌壽命的延長(zhǎng)。
[0154] 對(duì)于本發(fā)明的微生物育種方法而言，W上說(shuō)明，微生物可W在經(jīng)過(guò)電池充放電循 環(huán)后，適應(yīng)電池的應(yīng)激環(huán)境而延長(zhǎng)壽命，即本發(fā)明的微生物育種方法是可行的。 巧] 微牛物布由淋中的存活時(shí)間：
[0156] 微生物進(jìn)入到電解質(zhì)（大約1. OX 10"個(gè)細(xì)胞/ml)，并在電池中循環(huán)一段時(shí)間后， 電解質(zhì)中的微生物被取出放入LB培養(yǎng)基中。如果培養(yǎng)基變渾濁，則說(shuō)明微生物可W在培養(yǎng) 基中繁殖。通過(guò)W上方法觀察微生物在電池中的存活時(shí)間，可W發(fā)現(xiàn)：
[0157] 馴化前：通過(guò)實(shí)施例1的電池測(cè)試發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌可W在電池循環(huán)24小時(shí)后仍然 存活，但在電池循環(huán)48小時(shí)后死亡。通過(guò)實(shí)施例2的電池測(cè)試發(fā)現(xiàn)，枯草桿菌在電池循環(huán) 12個(gè)小時(shí)后仍然存活，而在電池循環(huán)24小時(shí)后死亡。
[015引馴化后：通過(guò)實(shí)施例8的電池測(cè)試發(fā)現(xiàn)，馴化的大腸桿菌變得可W在電池中充放 電循環(huán)72小時(shí)；通過(guò)實(shí)施例9的電池測(cè)試發(fā)現(xiàn)，馴化的枯草桿菌變得可W在電池中充放電 循環(huán)96小時(shí)。
[0159] W上說(shuō)明，基于細(xì)菌的馴化理論，細(xì)菌可W通過(guò)突變或者改變新陳代謝使自身適 應(yīng)新的應(yīng)激環(huán)境。經(jīng)過(guò)對(duì)大腸桿菌和枯草桿菌的馴化，大腸桿菌和枯草桿菌適應(yīng)了新的電 解質(zhì)環(huán)境，進(jìn)而延長(zhǎng)自身在電池中的存活壽命。
[0160] 對(duì)于本發(fā)明的電解液、電池 W及電池制備方法而言，微生物能夠在電解液中存活 越久，對(duì)本發(fā)明的有益效果就越大。
[0161] 對(duì)于本發(fā)明的微生物育種而言，微生物能夠在電池運(yùn)行中存活本身就說(shuō)明了本發(fā) 明微生物育種的方法是可行的，通過(guò)對(duì)微生物的馴化，可W有效提高微生物在本發(fā)明微生 物育種方法下的存活率。 陽(yáng)16引 由流密麼對(duì)微牛物存活的影響:
[0163] 分別將實(shí)施例8~9、實(shí)施例11~13中的電池 A8、A9、A11、A12、A13進(jìn)行不同電 流密度的放電。對(duì)于加入馴化的大腸桿菌的電池，電池 All的放電電流密度設(shè)置為0. 18至 0. 53mA/cm2 ;電池 A8的放電電流密度設(shè)置為0. 27至0. 62mA/cm2 ;電池 A12的放電電流密度 設(shè)置為0. 53至0. 88mA/cm2。經(jīng)過(guò)72小時(shí)的循環(huán)后，將所有的細(xì)菌從電解質(zhì)中取出，并在LB 培養(yǎng)基中培養(yǎng)。結(jié)果顯示所有來(lái)自送些測(cè)試的細(xì)菌均是可W存活的。所W馴化的大腸桿菌 的存活性不會(huì)在0. 18-0. 88mA/cm2和1. 74-2. IV的循環(huán)條件下受到影響。
[0164] 對(duì)于加入馴化的枯草桿菌的電池，由于馴化的枯草桿菌在0. 3M電解質(zhì)中存活不 到一天，因而選擇0.1 M和0. 2M的電解質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。具體的，電池 A13的放電電流 密度設(shè)定為0. 18-0. 53mA/cm2 ;電池 A9的放電電流密度設(shè)定為0. 35-0. 80mA/cm2。經(jīng)過(guò)72 小時(shí)的循環(huán)后，結(jié)果顯示所有來(lái)自送些測(cè)試的細(xì)菌均是可W存活的。所W馴化的枯草桿菌 的存活性不會(huì)在0. 18-0. 80mA/cm2和1. 74-2. IV的循環(huán)條件下受到影響。
[016引 W上說(shuō)明，對(duì)于本實(shí)施方式中的電池，電池運(yùn)行在0. 18-0. 88mA/cm2和1. 74-2. IV 條件下時(shí)，大腸桿菌和枯草桿菌的減少產(chǎn)氣效果可W達(dá)到最好；微生物育種的效果也可W 達(dá)到最好。
[0166] 本發(fā)明的實(shí)施例均是W正極為儘酸裡、負(fù)極為鋒、電解液為氯化鋒和氯化裡的水 溶液、隔膜為AGM的電池為微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，并說(shuō)明微生物對(duì)本電池產(chǎn)生的影響。但是可 應(yīng)用本發(fā)明的電池并不W實(shí)施例中的電池為限，其它如媒鋒電池、鋒儘電池、銀鋒電池、鋒 空電池等，均適用本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明中的微生物也不W細(xì)菌為限，其它可能的病毒 或者其它類(lèi)微生物均在本發(fā)明范圍之類(lèi)。
[0167] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于電池的電解液，其特征在于：所述電解液包括至少一種能夠溶解電解質(zhì)并 使所述電解質(zhì)電離的溶劑，所述電解液還包括至少一種微生物，所述微生物用于通過(guò)新陳 代謝消耗所述電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述溶劑為水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述電解液的pH值為3~10。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述電解液中的電解質(zhì)的濃度范圍為 0. 001 ~5M。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述電解液還包括培養(yǎng)基， 所述培養(yǎng)基質(zhì)量濃度范圍為〇. 5%~5%。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于：所述培養(yǎng)基選自葡萄糖、甘油、 Luria-Bertani培養(yǎng)基、小牛血清中的一種或者多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述微生物選自大腸桿菌、枯草桿菌、 幽門(mén)螺旋菌、沙門(mén)氏菌中的一種或者多種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述電解液還包括第一金屬離子；所述 電池充電時(shí)所述第一金屬離子在所述電池的負(fù)極還原沉積為第一金屬，所述電池放電時(shí)所 述第一金屬可逆氧化溶解為所述第一金屬離子。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解液，其特征在于：所述第一金屬選自錳、鐵、銅、鋅、鉻、 鎳、錫或鉛。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解液，其特征在于：所述電解液還包括第二金屬離子，所 述第二金屬離子能夠在所述電池的正極可逆脫出和嵌入。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電解液，其特征在于：所述第二金屬離子選自鋰離子、鈉離 子或鉀離子。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電解液，其特征在于：所述電解液的陰離子包括硫酸根離 子、氯離子、醋酸根離子、硝酸根離子和烷基磺酸根離子中的一種或幾種。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于：所述微生物的濃度范圍為不高于 IX 101°個(gè)細(xì)胞/毫升。14. 一種電池，其特征在于：所述電池包括正極、負(fù)極以及如權(quán)利要求1~13中任一所 述電解液。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池，其特征在于：所述電池還包括隔膜，所述隔膜包括與 所述負(fù)極接觸的負(fù)極側(cè)、與所述正極接觸的正極側(cè)、位于所述負(fù)極側(cè)和所述正極側(cè)之間的 中間部分，所述電解液通過(guò)所述中間部分加入到隔膜中。16. -種電池的制備方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：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，所述微生物用于通過(guò)新陳代謝消耗所述電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于：所述方法還包括對(duì)所述微生物進(jìn)行馴 化，所述馴化包括以下步驟：將所述電池進(jìn)行充放電循環(huán)若干次，再將所述微生物從所述電 池中取出，置于培養(yǎng)基中培養(yǎng)，將培養(yǎng)后的微生物加入到所述電解液中，將所述電解液組裝 成電池。18. -種微生物育種的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：向電池的電解液中 加入所要進(jìn)行育種的微生物，所述微生物通過(guò)利用電池進(jìn)行充電或者放電時(shí)產(chǎn)生的氣體進(jìn) 行新陳代謝。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于：所述方法還包括：所述電池進(jìn)行預(yù)設(shè)的 充放電循環(huán)后，將所述微生物取出，置于培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)后，再將所述微生物加入到所述 電池的電解液中。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電池的電解液以及使用所述電解液的電池，所述電解液包括至少一種能夠溶解電解質(zhì)并使所述電解質(zhì)電離的溶劑，所述電解液還包括至少一種微生物，所述微生物用于通過(guò)新陳代謝消耗所述電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。本發(fā)明可以有效減少電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，并解決由產(chǎn)氣產(chǎn)生的電池安全問(wèn)題。本發(fā)明還涉及一種電池的制備方法以及一種工業(yè)微生物育種的方法。
【IPC分類(lèi)】H01M10/0567, H01M10/42, C12N1/20, H01M10/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105576302
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410525052
【發(fā)明人】董德賢, 陳璞
【申請(qǐng)人】蘇州寶時(shí)得電動(dòng)工具有限公司, 陳璞
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月8日