衣服可为电子设备充电 我国科学家取得纤维电池技术新突破

一(yī)件(jiàn)柔软透气的衣服，不仅可以储存(cún)能(néng)量，还能(néng)便(biàn)捷地为手机、手表等随身(shēn)电子设备供电。这一曾(céng)存在于科幻(huàn)作品中的场景，已经变成了现实。

近日，复旦大学科研团队在高性能纤维电(diàn大商所：调整铁矿石期货相关合约交易限额)池及电池织物(wù)研 究(jiū)上取得新突 破：通(tōng)过设计具有孔道结(jié)构的纤维电极，实现(xiàn)电极与高分子凝胶电解质的有效复合，团队不(bù)仅解决了高分子(zi)凝胶电解质与电极界面稳(wěn)定性差的难题，还(hái)发展出纤维电池连续化构建方法，实(shí)现了高安全性、高储能性(xìng)能纤维 电池(chí)的规(guī)模制备。相关研究成果发表于《自然》主刊。

经(jīng)过多年探索，复旦大学团队相继攻克“设计纤维结构获得柔软的锂离子电池”“制备高能量密度的纤维锂离子电池”两大(dà)难题；“实现高安全(quán)性纤维锂离(lí)子电池”则是(shì)该课题的“最后一公里”。科(kē)研团队负责人、中国科学院院士(shì)彭慧胜表(biǎo)示，由(yóu)于(yú)纤维电池织(zhī)物和人体紧密(mì)贴合，必须以高安全性的高分子凝胶电(diàn)解质取代易漏易燃的(de)有机电解质，而基于高分(fēn)子凝胶(jiāo)电解质(zhì)的纤维电池要想(xiǎng)提升储能性能，必须解决高分子凝胶电解(jiě)质(zhì)与纤维电极界面不稳定这一难题。

团队最终从爬山虎与植物藤蔓紧紧缠绕这一自然大商所：调整铁矿石期货相关合约交易限额(rán)现象中受到启发(fā)，研究其奥(ào)秘后，设计了具有多层次网络孔道和取向孔(kǒng)道(dào)的纤维电极，并(bìng)研发单体溶液使之渗(shèn)入(rù)到(dào)纤维电极的孔道结(jié)构中，单体发生聚合反应后生成高分子凝胶电解质，与纤维电极形成紧密稳定界面，进而(ér)实现了高安全性与高储能性能的(de)兼得。

在此基(jī)础上，团队发展出基于高分子凝胶电解(jiě)质(zhì)纤维电池的连续 化制备方法，实现了(le)数千米长(zhǎng)度纤维(wéi)锂离子电池的(de)制备(bèi)，其能量密度达到128瓦(wǎ)时/公斤，可有(yǒu)效为无人机(jī)等大(dà)功率用电(diàn)器(qì)供电，同时(shí)具(jù)有优异的耐变形能力。

彭慧胜(shèng)表示，通过自主设(shè)计(jì)关键设(shè)备，团队(duì)建立了以活(huó)性浆料涂覆(fù)、高分子隔离膜包覆、纤(xiān)维螺旋缠绕、凝胶电解(jiě)质复合以及高分(fēn)子熔融 封装(zhuāng)为核心(xīn)步骤的纤维 电池中(zhōng)试生产线，实(shí)现每小时300瓦时的(de)产能，相当于每(měi)小时生产的电池
可同时(shí)为20部手机充(chōng)电。这为纤维电(diàn)池的大规模应用提供了有力支持(chí)。

目前(qián)，团队已使用工业编织方法制备(bèi)了大面积纤维电池织物。在相关工业标准下，电
池织物在经受大电(diàn)流(liú)充放电(diàn)、过压充电和欠(qiàn)压放电、高温存储后没有发生泄漏、着火等事故，显示出良好的安(ān)全性和稳定性；电池织物在(zài)高低温、真空环境中及外力破坏下仍(réng)可以安全稳定地为用电器供电。

“这一纤(xiān)维电池可(kě)应用于(yú)消防救灾、极 地(dì)科考、航空航天等重(zhòng)要领域，更多(duō)应(yīng)用场(chǎng)景(jǐng)有待各方共同开拓。”彭慧胜说。（记者吴(wú)振东）

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