可充电锂离子电池在电池领域备受青睐，因为它们为从手机到电动汽车的一切设备供电。但自20世纪90年代 商业发布以来，随着其普及度的增长，另一种电池类型在研究中被边缘化：不可充电电池。这是一个问题，特别是考虑到有多少设备，如心脏起搏器，依赖其功能。 麻省理工学院的研究人员希望通过重新关注旧电池系统并尝试使用新型电解质来提高其能量容量，从而解决这一差距。
“我们知道我们需要更高能量密度的电池来延长像心脏起搏器这样的设备的使用寿命，”麻省理工学院的博士后研究员Haining Gao说。“但在过去的四十年里，创新非常少。所以我们从那里开始。”
通常，这些也被称为一次性电池的不可充电选项，已经比可充电电池 具有更高的能量容量，这意味着它们非常适合诸如医疗植入物等无法轻易充电的产品（目前）。但当然，像所有一次性电池一样，即使是医疗植入物中的电池最终也会耗尽电量。
它们通常的工作原理如下。
大多数一次性电池 含有电解质，你可能从佳得乐等运动饮料中熟悉它，而不是电池。但它们是一样的东西。 电解质只是 溶解在溶液中会分裂成离子的物质，而在我们身体的情况下， 它们会传导电荷，使我们的肌肉移动，等等。
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在电池中，电解质用于 传导带电离子（如锂离子电池中的锂离子，或 不可充电电池中的氢氧化钾）在正负极（分别称为阴极和阳极）之间移动。电子聚集在阳极，在那里它们互相排斥，并希望移动到电子较少的地方， 导致它们沿着电路移动到正极阴极。当一个物体（如灯泡）放置在该电路中时，电子被迫通过它，然后再移动到阳极。但如果没有电解质作为介质，这一切都无法工作。而一次性电池也不是永远工作的。
Gao说，就心脏起搏器电池而言，它们的使用寿命只有大约五到十年。但为了尝试延长这一时间，Gao和她的团队所做的是选择一种不同的液体作为电解质；它实际上是电解质和阴极的组合，他们称之为阴极电解质。“大多数传统电池使用固体阴极材料，”Gao说。但在这个例子中，Gao说，该材料和大部分是无效载荷的电解质已被替换，转而使用阴极和电解质的组合溶液，以提高电池的效率。
“现在我们有更多的电池质量用于能量转换，”麻省理工学院机械工程副教授Betar Gallant说。
研究人员的初步分析估计，电池的能量密度可以提高50%，但到目前为止，他们的研究只实现了20%的提高。尽管如此，Gao说这主要是由于他们实验室设置的限制，50%仍然是目标。“我们认为这仍然是可以实现的，”Gao说。
延长高能量一次性电池的使用寿命在许多一次性电池不可行的场合都可能是有益的，不仅仅是心脏起搏器。“我们也在考虑将其应用于无人驾驶飞行器、国防应用、货物跟踪和太空探索，”Gao说。
虽然可充电电池目前因其可持续性而受到青睐，但Gao说，延长一次性电池的寿命也可能使它们成为可持续的竞争者。换句话说，随着心脏起搏器电池寿命的延长，将会有更少的电池需要使用，从而减少了总体电池浪费，同时减少了所需的电池更换手术次数。
研究人员希望在一到两年内推出更先进的原型机，并且他们预计这些电池的成本不会比目前的價格高出太多。但与此同时，他们希望他们的工作能够强调在相对停滞的一次性电池研究领域重新引起兴趣的必要性。
