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

一件柔软透气的衣(yī)服，不仅(jǐn)可以储存能量，还能便捷地为手机、手表等随身电(diàn)子(zi)设备供(gōng)电。这一曾存在于科幻作品中的(de)场景，已经变成(chéng)了现实。

近日，复旦大学科研团队在高性能(néng)纤维电池及电(diàn)池织物研究上取(qǔ)得新突(tū)破：通过设计具有孔道(dào)结构(gòu)的纤维电极(jí)，实现电极与高(gāo)分子凝胶电解质的有效复合，团队不仅解决了高分子凝胶电解质与电极界面稳定性差的(de)难题，还发展出(chū)纤维(wéi)电池连续化构建方(fāng)法，实现了高安全性、高(gāo)储能性生活谜语大全能纤维电池的规模制备(bèi)。相关研究成果发表于《自然》主刊。

经过多年(nián)探索(suǒ)，复旦大学(xué)团队相继攻(gōng)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(zi)电池”两大难题；“实现高安(ān)全性纤维锂离子电池(chí)”则(zé)是该课题的“最后一公里”。科研团队负责(zé生活谜语大全)人、中国科学(xué)院院士彭慧胜表(biǎo)示(shì)，由于纤(xiān)维电池织物和人体紧密贴合，必须以高安全性的高分子凝胶电(diàn)解质取代易漏易燃的有机电(diàn)解(jiě)质，而基于高分子(zi)凝胶电解质的(de)纤维电池要(yào)想提升储能性能，必须解决高分子凝胶电解质与纤维电(diàn)极界面不稳定这一难题。

团队(duì)最(zuì)终从爬山虎与植物藤蔓紧紧缠绕这一自然现象中受到(dào)启(qǐ)发，研究其奥秘后，设计(jì)了具有多层次网络孔道和取向孔道的纤维(wéi)电极，并研发(fā)单体溶液使之渗入到(dào)纤维电极的孔道结构中，单体发生(shēng)聚合反应后生(shēng)成高(gāo)分子凝胶电解质，与纤维电极形成(chéng)紧密(mì)稳定界面，进而实现了高安全性与高储能性(xìng)能的(de)兼得。

在此基础上，团队发展出基于高分子凝胶电解质纤维电(diàn)池的连续化制备方法，实现了(le)数千米长度纤维锂离子电池的(de)制备，其能量密度(dù)达(dá)到(dào)128瓦时/公斤，可有效为无人(rén)机等大(dà)功率用电器供电，同时具有(yǒu)优(yōu)异(yì)的耐(nài)变形能力(lì)。

彭慧胜表示，通(tōng)过自主设计关键设备，团队建立了以(yǐ)活性浆(jiāng)料涂(tú)覆、高分子隔离膜包覆(fù)、纤维(wéi)螺旋缠绕、凝胶电解质复合以及高分子熔融封装为核心(xīn)步骤的纤维电池中试生产线，实现每小时300瓦(wǎ)时的产能，相当于每小时生产的(de)电池(chí)可同时为20部手机充电。这为纤维电池(chí)的大规模(mó)应用提供了(le)有力支持。

目前，团队已使用(yòng)工(gōng)业编织方(fāng)法(fǎ)制备(bèi)了大(dà)面积(jī)纤维电(diàn)池织物。在生活谜语大全相关工业标准下(xià)，电(diàn)池织物在经(jīng)受大电(diàn)流(liú)充放电、过压充电和欠压放电、高温存储(chǔ)后没有发生泄(xiè)漏、着火等事故，显示出良好的安全性和稳定性；电池织物在高低温、真空环境中及外力破坏下仍可以(yǐ)安全(quán)稳定地为用(yòng)电器(qì)供电。

“这一纤维电池可(kě)应用于消防救灾、极地科考、航(háng)空航天等重要领域(yù)，更多应用场景有待各(gè)方共同开拓(tuò)。”彭(péng)慧胜说。（记者吴振东）

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