中国研究人员通过甲基化水凝胶电解质，大大提高了钠离子电池的性能，增加了其对盐的吸收和稳定性。这一进展不仅提高了这些环保电池的效率，还为水凝胶在各种技术中的应用开辟了新的可能性。

便携式电子设备中常用的柔性水电池通常包括一种由水和盐组成的水凝胶电解质。中国的一个研究小组在提高钠离子电池中水凝胶的盐稳定性方面取得了重大进展。他们将水凝胶的结构聚合物甲基化，从而防止了盐析，进而提高了电池的容量和循环性能。

他们的研究成果最近发表在《Angewandte Chemie》杂志上。

钠离子电池是一种很有前途的锂离子电池替代品，因为与锂离子电池相比，钠离子电池含有更便宜、更环保的材料。然而，新型电池需要开发许多新元件，所有这些元件都必须适应钠离子。电解质是最基本的组件之一，在薄型柔性电池中，电解质通常采用水凝胶的形式。这些柔性含水材料能吸收溶解的钠盐，并能传导离子。

尽管水凝胶很适用，但一个尚未解决的问题是，在宽广的电化学稳定性窗口所需的高盐浓度条件下，会出现相分离和盐析现象。来自中国科学院青岛能源所的崔光磊及其同事现已成功改良了钠离子电池用水凝胶，使其能够稳定安全地吸收更多盐分。

为了实现这一目标，他们采用了一种在自然界中也被用于调节大型生物大分子水盐结合的技术：甲基化。在蛋白质中，甲基化会导致胺和酰胺基团"封顶"，从而降低水分子对蛋白质结构内交联和盐离子溶解的可及性。

由于水凝胶使用的聚酰胺聚合物也含有酰胺基团，它们通过水分子的广泛交联会导致盐析，从而导致电解质分解。有鉴于此，研究小组将普通聚酰胺制成的水凝胶与含有甲基化酰胺基团的聚酰胺制成的水凝胶进行了比较。后者吸收的盐分明显多于原来的变体。即使在盐浓度达到创纪录的高水平时，水凝胶电解质仍然保持透明和稳定。

更高的盐含量意味着可以扩大电池的电化学可用电压范围。此外，研究小组没有观察到任何电极解体的迹象，循环稳定性更好，组装的电池比未甲基化的电池容量更大。在这一系统中，甚至可以使用廉价的铝箔作为电流收集器。

作者建议，简单的聚酰胺甲基化也可用于其他技术，例如药物开发，使水凝胶更耐盐分，从而更加稳定。