复旦大学科研团队经过协同攻关,将钴酸锂正极和隔膜包裹的纤维负极扭在一起制造出不同长度的纤维锂离子电池,并发现电池的内阻随着长度的增加而减小。

纤维锂离子电池为智能织物等各种可穿戴电子产品提供能源供给。批量生产柔性、安全和可清洗的纤维电池线轴,是推动便携式和可穿戴电子产品发展的关键。目前,主流研究方向是制造直径为数十至数百微米的纤维锂离子电池,然而迄今为止,研制的纤维电池只有几厘米长,且整个电池能量密度低,大规模生产长纤维高性能锂离子电池仍然是一个挑战。

近期,科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)受托管理的国家重点研发计划“纳米科技”重点专项“新型纤维状储能器件的重大科学技术问题”项目取得重要研究进展。复旦大学科研团队经过协同攻关,将钴酸锂正极和隔膜包裹的纤维负极扭在一起制造出不同长度的纤维锂离子电池,并发现电池的内阻随着长度的增加而减小。研究团队将纤维锂离子电池编织成大面积纺织品,将其集成到日常服装中,破坏性实验证明,经各种方式折叠或被汽车碾压后,该电池未发生燃烧或爆炸,即使经机器清洗或被刀片刺穿后,仍可继续为平板电脑充电,呈现出良好的安全性能。此外,将该纤维锂离子电池纺织品制成保健夹克,用于个人实时健康管理,对接受康复体育锻炼的囊性纤维化患者、骨髓瘤或肝硬化患者的早期诊断具有一定效果。

该研究成果有望实现高性能纤维锂离子电池的大规模生产,为下一代智能纺织品、生物医学和商业可穿戴设备开辟一条全新的路径。相关研究成果于2021年9月发表在Nature上。

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