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研究開發出纖維鋰離子電池,穿身上能無線充電2021-09-07 13:36

很多時候,人們出門會遇到手機沒電,又忘記攜帶充電寶和充電器的情況,這給生活帶來了一定不便。如果有這樣一件衣服,它看起來和普通衣物并無不同,但可以給手機無線及其他電子設備充電,是不是令人心動?

近日,復旦大學研究人員開發出一種可穿戴的電池織物,它不僅可以給手機進行無線充電,還能為監測人體健康數據的智能纖維提供足夠的能源。并且,在重復水洗、折疊后,其仍能保持穩定的電化學性能及機械性能。

經典的平面涂覆方法難以適用于高曲率纖維,因為在纖維表面進行涂覆時很容易在其表面產生串珠等涂覆不均勻的現象,嚴重影響了纖維電極制備的連續性和電池的電化學性能。

但是該團隊通過紡織的方法,進一步獲得了高性能和高安全性的大面積電池織物。他們用一塊1.5平方米的“布”展示了可以將顯示器件的制備與織物編織過程實現有效融合,在高分子復合纖維交織點集成多功能微型發光器件,實現大面積柔性顯示織物和智能集成系統。

此外,纖維鋰離子電池的制備主要面臨兩個難點,一是纖維鋰電池的內阻對其電化學性能具有重要影響,但其內阻和纖維長度的之間的關系規律仍并不是很明確;二是因為完全不同的器件結構,面向塊狀鋰離子電池的電極制備和器件構建方法很難適用于纖維鋰電池。

經過反復實驗,該設備長度為1米時,纖維鋰離子電池容量為25mAh,可以為心率監測儀和血氧儀等商用可穿戴設備提供超過2天的使用電能。基于整體質量的能量密度超過85 Wh/kg。

同時,纖維鋰離子電池具有良好的循環穩定性,循環500圈后,電池的容量保持率仍然達到90.5%,庫倫效率為99.8%。即使在曲率半徑為1厘米的情況下,將纖維鋰離子電池彎折10萬次后,其容量保持率仍大于80%。

總的來說,這種全柔性織物不僅可以給手機等電子設備進行無線充電,還具有耐磨、可折疊、可反復機洗的優勢。而且,其價格為每米0.05 美元,為大規模生產奠定了良好的基礎。

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