中國研究人員透過甲基化水凝膠電解質，大大提高了鈉離子電池的性能，增加了對鹽的吸收和穩定性。這項進展不僅提高了這些環保電池的效率，也為水凝膠在各種技術中的應用開啟了新的可能性。

便攜式電子設備中常用的柔性水電池通常包括一種由水和鹽組成的水凝膠電解質。中國的一個研究團隊在提高鈉離子電池中水凝膠的鹽穩定性方面取得了重大進展。他們將水凝膠的結構聚合物甲基化，從而防止了鹽析，進而提高了電池的容量和循環性能。

他們的研究成果最近發表在《Angewandte Chemie》雜誌。

鈉離子電池是一種很有前景的鋰離子電池替代品，因為與鋰離子電池相比，鈉離子電池含有更便宜、更環保的材料。然而，新型電池需要開發許多新元件，所有這些元件都必須適應鈉離子。電解質是最基本的組件之一，在薄型柔性電池中，電解質通常採用水凝膠的形式。這些柔性含水材料能吸收溶解的鈉鹽，並能傳導離子。

儘管水凝膠很適用，但一個尚未解決的問題是，在寬廣的電化學穩定性視窗所需的高鹽濃度條件下，會出現相分離和鹽析現象。來自中國科學院青島能源所的崔光磊及其同事現已成功改良了鈉離子電池用水凝膠，使其能夠穩定安全地吸收更多鹽分。

為了實現這一目標，他們採用了一種在自然界中也被用於調節大型生物大分子水鹽結合的技術：甲基化。在蛋白質中，甲基化會導致胺和醯胺基”封頂”，從而降低水分子對蛋白質結構內交聯和鹽離子溶解的可及性。

由於水凝膠使用的聚醯胺聚合物也含有醯胺基團，它們透過水分子的廣泛交聯會導致鹽析，導致電解質分解。有鑑於此，研究團隊將普通聚醯胺製成的水凝膠與含有甲基化醯胺基團的聚醯胺製成的水凝膠進行了比較。後者吸收的鹽分明顯多於原來的變體。即使在鹽濃度達到創紀錄的高水平時，水凝膠電解質仍然保持透明和穩定。

更高的鹽含量意味著可以擴大電池的電化學可用電壓範圍。此外，研究小組沒有觀察到任何電極解體的跡象，循環穩定性更好，組裝的電池比未甲基化的電池容量更大。在這個系統中，甚至可以使用廉價的鋁箔作為電流收集器。

作者建議，簡單的聚醯胺甲基化也可用於其他技術，例如藥物開發，使水凝膠更耐鹽分，從而更加穩定。