鋰離子纖維電池( FLIB) 作為靈活的電源解決方案很有吸引力，因?yàn)樗鼈兛梢跃幙棾杉徔椘�，為未�?lái)的可穿戴電子設(shè)備提供方便的供電方式。然而，它們難以生產(chǎn)超過(guò)幾厘米的長(zhǎng)度，并且較長(zhǎng)的纖維被認(rèn)為具有較高的內(nèi)阻，從而影響電化學(xué)性能。

圖 1：測(cè)量和預(yù)測(cè)的 FLIB 內(nèi)阻隨著纖維長(zhǎng)度的增加而降低。

最近，復(fù)旦大學(xué)科研 團(tuán)隊(duì)表明這種纖維的內(nèi)阻與纖維長(zhǎng)度具有雙曲余切函數(shù)關(guān)系，隨著長(zhǎng)度的增加，它首先下降，然后趨于平穩(wěn)。系統(tǒng)研究證實(shí)，這種意想不到的結(jié)果適用于不同的纖維電池。 團(tuán)隊(duì)能夠通過(guò)優(yōu)化的可擴(kuò)展工業(yè)流程生產(chǎn)數(shù)米的高性能纖維鋰離子電池。團(tuán)隊(duì)批量生產(chǎn)的纖維電池的能量密度為每公斤瓦時(shí)（典型值小于每公斤 1 瓦時(shí)），基于鈷 酸鋰 /石墨全電池的總重量，包括包裝。 其容量保持率在 500 次充放電循環(huán)后達(dá)到 90.5%，在 1C 倍率下達(dá)到 93%（與 0.1C 倍率容量相比），可與軟包電池等商業(yè)電池相媲美。光纖彎曲 100,000 次循環(huán)后仍可保持 80% 以上的容量。 團(tuán)隊(duì) 展示了由工業(yè)劍桿織機(jī)編織成安全且可清洗的紡織品的纖維鋰離子電池可以為手機(jī)無(wú)線充電或?yàn)榧�成了纖維傳感器和紡織品顯示器的健康管理夾克供電。

圖 2：長(zhǎng) FLIB 的連續(xù)制造和結(jié)構(gòu)表征。

圖 3：FLIB 的電化學(xué)特性。

圖 4：FLIB 紡織品的應(yīng)用。

相關(guān)論文以題為 Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries 發(fā)表在《 Nature 》上。 通訊作者 是 復(fù)旦大學(xué) 彭慧勝教授 ，和 陳培寧副研究員 。

參考文獻(xiàn)：

doi.org/10.1038/s41586-021-03772-0