中国学者自主研发“穿”在身上的全柔性电池

中新网上海9月2日电 (陈静 吕京笏)出门不需要带充电器和充电宝,通过身上穿的衣服,就可以对手机进行无线充电。如今,听上去如科幻片一般的场景,正在逐步成为现实。 记者2日获悉,复旦大学高分子科学系彭慧胜团队解决了相关难题,连续构建出新型纤维聚合物锂离子电池,兼具良好安全性和综合电化学性能。该团队自主研发的全柔性织物显示系统,可紧贴人体不规则轮

  中新网上海9月2日电 (陈静 吕京笏)出门不需要带充电器和充电宝,通过身上穿的衣服,就可以对手机进行无线充电。如今,听上去如科幻片一般的场景,正在逐步成为现实。

  记者2日获悉,复旦大学高分子科学系彭慧胜团队解决了相关难题,连续构建出新型纤维聚合物锂离子电池,兼具良好安全性和综合电化学性能。该团队自主研发的全柔性织物显示系统,可紧贴人体不规则轮廓,像普通织物一样轻薄透气,确保良好的穿着舒适度。

  这项研究得到科技部、国家自然科学基金委、上海市科委等项目支持。相关成果发表于《自然》(Nature)主刊。《自然》审稿人评价其是“储能领域和可穿戴技术领域的里程碑研究”和“柔性电子领域的一个里程碑”。

  作为现代电子设备的“心脏”,以锂离子电池为代表的储能器件是现代电子工业等领域不可或缺的组成部分。采访中,记者了解到,虽然纤维锂离子电池研究取得了系列积极进展,但仍然面临一些难题,限制了其实际应用。

 中国学者自主研发“穿”在身上的全柔性电池


 

  彭慧胜团队从2008年开始研究新型柔性电池系统。2013年,彭慧胜团队提出并实现了新型纤维锂离子电池,为满足智能电子织物等可穿戴设备能源供给需求,提供了新路径。

  论文的共同第一作者、复旦大学高分子科学系博士生何纪卿和路晨昊告诉记者:“纤维锂离子电池就如同毛线,要织成一件可以充电的毛衣,必须保证有足够长的毛线。”事实上,迄今为止报道的纤维锂离子电池长度往往仅在厘米尺度,能量密度也比较低。

  团队发展出相关方法有效解决难题,自主设计和建立相关标准化装置,最终实现了高性能纤维聚合物锂离子电池的连续化制备。 纤维锂聚合物离子电池具有良好的综合性能,显示了广阔的应用前景。据介绍,长度为1米的电池可以为智能手机、手环、心率监测仪、血氧仪等可穿戴电子设备长时间连续有效供电;纤维锂离子电池循环500圈后,电池容量保持率仍然达到90.5%;在重复水洗、挤压等严苛环境下,该种电池的电化学性能依旧保持稳定。据透露,研究团队已经获得了高性能的大面积电池织物。“如果将电池织物和无线充电发射装置集成,可安全、稳定地为智能手机进行无线充电。”何纪卿说。

  不过,彭慧胜直言:“可穿戴纤维锂离子电池的很多功能已经实现,但对于真正的推广普及来说,依然任重道远。”比如,纤维聚合物锂离子电池能量密度有较大的提升空间;还需要更加先进的编织技术,将纤维锂离子电池高效地编织到各种衣物中,使穿着更舒适、更美观等。这位专家期待锂离子电池领域产业界的合作者加入,共同探索解决新型电池体系在生产和实际应用中面临的各种问题。(完)

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