变大并呈现轻微的白色和半透明状。如图3D所示，经过44小时固体平板培养，驯化的大肠 杆菌的菌落显现出微黄色，并且有小的圆点出现。送说明驯化的大肠杆菌的生长速率比原 始的大肠杆菌的生长速率低。如图3E和3F的沈M图像所示，原始的大肠杆菌呈棒状，并且 每个细菌大概0. 5微米宽，0. 5-1微米长；驯化的大肠杆菌变成鸡蛋状，宽度变小（约0. 25 微米），长度各有不同但是均在大肠杆菌一般的长度范围内（0. 5-2微米）。
[0152] 实施例2、实施例9中，枯草杆菌驯化前后在LB中的的生长过程如图4所示。与驯 化的大肠杆菌一样，驯化的枯草杆菌的生长速率（图4B和4D)相比于原始的枯草杆菌（图 4A和4C)也产生降低。驯化的枯草杆菌的菌落颜色也变换为淡黄色（图4D)。如图4E和 4F的沈M图像所示，原始的和循环的枯草杆菌均为棒状得并且细菌的宽度大约为0. 25微 米。而驯化的枯草杆菌的长度变得更短，约1微米，而原始的枯草杆菌长度约2-4微米。如 图4F中显示的郝些非常短的细菌（约0. 5微米）可能是通常在应激状态产生的内抱子。此 夕F，驯化的枯草杆菌在37C不能生长而原始的枯草杆菌却可W。
[0153] W上说明，驯化前后的大肠杆菌和枯草杆菌均可W在本实施方式的电解液中存活 和生长。经过驯化的大肠杆菌和枯草杆菌的生长速率降低，此有益于细菌寿命的延长。
[0154] 对于本发明的微生物育种方法而言，W上说明，微生物可W在经过电池充放电循 环后，适应电池的应激环境而延长寿命，即本发明的微生物育种方法是可行的。 巧] 微牛物布由淋中的存活时间：
[0156] 微生物进入到电解质（大约1. OX 10"个细胞/ml)，并在电池中循环一段时间后， 电解质中的微生物被取出放入LB培养基中。如果培养基变浑浊，则说明微生物可W在培养 基中繁殖。通过W上方法观察微生物在电池中的存活时间，可W发现：
[0157] 驯化前：通过实施例1的电池测试发现，大肠杆菌可W在电池循环24小时后仍然 存活，但在电池循环48小时后死亡。通过实施例2的电池测试发现，枯草杆菌在电池循环 12个小时后仍然存活，而在电池循环24小时后死亡。
[015引驯化后：通过实施例8的电池测试发现，驯化的大肠杆菌变得可W在电池中充放 电循环72小时；通过实施例9的电池测试发现，驯化的枯草杆菌变得可W在电池中充放电 循环96小时。
[0159] W上说明，基于细菌的驯化理论，细菌可W通过突变或者改变新陈代谢使自身适 应新的应激环境。经过对大肠杆菌和枯草杆菌的驯化，大肠杆菌和枯草杆菌适应了新的电 解质环境，进而延长自身在电池中的存活寿命。
[0160] 对于本发明的电解液、电池 W及电池制备方法而言，微生物能够在电解液中存活 越久，对本发明的有益效果就越大。
[0161] 对于本发明的微生物育种而言，微生物能够在电池运行中存活本身就说明了本发 明微生物育种的方法是可行的，通过对微生物的驯化，可W有效提高微生物在本发明微生 物育种方法下的存活率。 阳16引 由流密麼对微牛物存活的影响:
[0163] 分别将实施例8~9、实施例11~13中的电池 A8、A9、A11、A12、A13进行不同电 流密度的放电。对于加入驯化的大肠杆菌的电池，电池 All的放电电流密度设置为0. 18至 0. 53mA/cm2 ;电池 A8的放电电流密度设置为0. 27至0. 62mA/cm2 ;电池 A12的放电电流密度 设置为0. 53至0. 88mA/cm2。经过72小时的循环后，将所有的细菌从电解质中取出，并在LB 培养基中培养。结果显示所有来自送些测试的细菌均是可W存活的。所W驯化的大肠杆菌 的存活性不会在0. 18-0. 88mA/cm2和1. 74-2. IV的循环条件下受到影响。
[0164] 对于加入驯化的枯草杆菌的电池，由于驯化的枯草杆菌在0. 3M电解质中存活不 到一天，因而选择0.1 M和0. 2M的电解质进行进一步的测试。具体的，电池 A13的放电电流 密度设定为0. 18-0. 53mA/cm2 ;电池 A9的放电电流密度设定为0. 35-0. 80mA/cm2。经过72 小时的循环后，结果显示所有来自送些测试的细菌均是可W存活的。所W驯化的枯草杆菌 的存活性不会在0. 18-0. 80mA/cm2和1. 74-2. IV的循环条件下受到影响。
[016引 W上说明，对于本实施方式中的电池，电池运行在0. 18-0. 88mA/cm2和1. 74-2. IV 条件下时，大肠杆菌和枯草杆菌的减少产气效果可W达到最好；微生物育种的效果也可W 达到最好。
[0166] 本发明的实施例均是W正极为儘酸裡、负极为锋、电解液为氯化锋和氯化裡的水 溶液、隔膜为AGM的电池为微生物的生长环境，并说明微生物对本电池产生的影响。但是可 应用本发明的电池并不W实施例中的电池为限，其它如媒锋电池、锋儘电池、银锋电池、锋 空电池等，均适用本发明的技术方案。本发明中的微生物也不W细菌为限，其它可能的病毒 或者其它类微生物均在本发明范围之类。
[0167] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于电池的电解液，其特征在于：所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并 使所述电解质电离的溶剂，所述电解液还包括至少一种微生物，所述微生物用于通过新陈 代谢消耗所述电池内部产生的气体。2. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述溶剂为水。3. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液的pH值为3~10。4. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液中的电解质的浓度范围为 0. 001 ~5M。5. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液还包括培养基， 所述培养基质量浓度范围为〇. 5%~5%。6. 根据权利要求5所述的电解液，其特征在于：所述培养基选自葡萄糖、甘油、 Luria-Bertani培养基、小牛血清中的一种或者多种。7. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述微生物选自大肠杆菌、枯草杆菌、 幽门螺旋菌、沙门氏菌中的一种或者多种。8. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液还包括第一金属离子；所述 电池充电时所述第一金属离子在所述电池的负极还原沉积为第一金属，所述电池放电时所 述第一金属可逆氧化溶解为所述第一金属离子。9. 根据权利要求8所述的电解液，其特征在于：所述第一金属选自锰、铁、铜、锌、铬、 镍、锡或铅。10. 根据权利要求8所述的电解液，其特征在于：所述电解液还包括第二金属离子，所 述第二金属离子能够在所述电池的正极可逆脱出和嵌入。11. 根据权利要求10所述的电解液，其特征在于：所述第二金属离子选自锂离子、钠离 子或钾离子。12. 根据权利要求10所述的电解液，其特征在于：所述电解液的阴离子包括硫酸根离 子、氯离子、醋酸根离子、硝酸根离子和烷基磺酸根离子中的一种或几种。13. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述微生物的浓度范围为不高于 IX 101°个细胞/毫升。14. 一种电池，其特征在于：所述电池包括正极、负极以及如权利要求1~13中任一所 述电解液。15. 根据权利要求14所述的电池，其特征在于：所述电池还包括隔膜，所述隔膜包括与 所述负极接触的负极侧、与所述正极接触的正极侧、位于所述负极侧和所述正极侧之间的 中间部分，所述电解液通过所述中间部分加入到隔膜中。16. -种电池的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：提供一种电解液，向 所述电解液中加入至少一种微生物；提供正极和负极；将所述正极、负极和电解液组装成 电池，所述微生物用于通过新陈代谢消耗所述电池内部产生的气体。17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述方法还包括对所述微生物进行驯 化，所述驯化包括以下步骤：将所述电池进行充放电循环若干次，再将所述微生物从所述电 池中取出，置于培养基中培养，将培养后的微生物加入到所述电解液中，将所述电解液组装 成电池。18. -种微生物育种的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：向电池的电解液中 加入所要进行育种的微生物，所述微生物通过利用电池进行充电或者放电时产生的气体进 行新陈代谢。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：所述电池进行预设的 充放电循环后，将所述微生物取出，置于培养基中进行培养后，再将所述微生物加入到所述 电池的电解液中。
【专利摘要】本发明涉及一种用于电池的电解液以及使用所述电解液的电池，所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂，所述电解液还包括至少一种微生物，所述微生物用于通过新陈代谢消耗所述电池内部产生的气体。本发明可以有效减少电池内部产生的气体，并解决由产气产生的电池安全问题。本发明还涉及一种电池的制备方法以及一种工业微生物育种的方法。
【IPC分类】H01M10/0567, H01M10/42, C12N1/20, H01M10/04
【公开号】CN105576302
【申请号】CN201410525052
【发明人】董德贤, 陈璞
【申请人】苏州宝时得电动工具有限公司, 陈璞
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月8日