纖維電池技術新突破:衣服可為電子設備充電

2024年05月20日10:15:05 科學 1278
纖維電池技術新突破:衣服可為電子設備充電 - 天天要聞

復旦大學的研究人員展示手機可放在編織有纖維電池的織物上充電。新華社記者 劉穎 攝

一件柔軟透氣的衣服,不僅可以儲存能量,還能便捷地為手機、手錶等隨身電子設備供電。這一曾存在於科幻作品中的場景,已經變成了現實。

近日,復旦大學科研團隊在高性能纖維電池及電池織物研究上取得新突破:通過設計具有孔道結構的纖維電極,實現電極與高分子凝膠電解質的有效複合,團隊不僅解決了高分子凝膠電解質與電極界面穩定性差的難題,還發展出纖維電池連續化構建方法,實現了高安全性、高儲能性能纖維電池的規模製備。相關研究成果發表於《自然》主刊。

經過多年探索,復旦大學團隊相繼攻克「設計纖維結構獲得柔軟的鋰離子電池」「製備高能量密度的纖維鋰離子電池」兩大難題;「實現高安全性纖維鋰離子電池」則是該課題的「最後一公里」。科研團隊負責人、中國科學院院士彭慧勝表示,由於纖維電池織物和人體緊密貼合,必須以高安全性的高分子凝膠電解質取代易漏易燃的有機電解質,而基於高分子凝膠電解質的纖維電池要想提升儲能性能,必須解決高分子凝膠電解質與纖維電極界面不穩定這一難題。

團隊最終從爬山虎與植物藤蔓緊緊纏繞這一自然現象中受到啟發,研究其奧秘後,設計了具有多層次網路孔道和取向孔道的纖維電極,並研發單體溶液使之滲入到纖維電極的孔道結構中,單體發生聚合反應後生成高分子凝膠電解質,與纖維電極形成緊密穩定界面,進而實現了高安全性與高儲能性能的兼得。

在此基礎上,團隊發展出基於高分子凝膠電解質纖維電池的連續化製備方法,實現了數千米長度纖維鋰離子電池的製備,其能量密度達到128瓦時/公斤,可有效為無人機等大功率用電器供電,同時具有優異的耐變形能力。

彭慧勝表示,通過自主設計關鍵設備,團隊建立了以活性漿料塗覆、高分子隔離膜包覆、纖維螺旋纏繞、凝膠電解質複合以及高分子熔融封裝為核心步驟的纖維電池中試生產線,實現每小時300瓦時的產能,相當於每小時生產的電池可同時為20部手機充電。這為纖維電池的大規模應用提供了有力支持。

目前,團隊已使用工業編織方法製備了大面積纖維電池織物。在相關工業標準下,電池織物在經受大電流充放電、過壓充電和欠壓放電、高溫存儲後沒有發生泄漏、著火等事故,顯示出良好的安全性和穩定性;電池織物在高低溫、真空環境中及外力破壞下仍可以安全穩定地為用電器供電。

「這一纖維電池可應用於消防救災、極地科考、航空航天等重要領域,更多應用場景有待各方共同開拓。」彭慧勝說。(記者 吳振東)

來源:經濟參考報

科學分類資訊推薦

月壤歸來!外媒:中國再顯太空實力 - 天天要聞

月壤歸來!外媒:中國再顯太空實力

嫦娥六號返回器25日攜帶月壤順利著陸,實現人類歷史首次月球背面採樣返回持續引發外媒的廣泛關注。  《紐約時報》刊文稱,中國成為首個從月球背面取回樣品的國家。嫦娥六號任務的樣品可能蘊藏著月球和地球起源的線索,是中國探月工程的最新成果。  《紐約時報》報道截圖  報道指出,此次任務攜帶的樣品是由中國國家航...
大熊貓「鑫寶」和「雲川」啟程了 - 天天要聞

大熊貓「鑫寶」和「雲川」啟程了

今年2月,中國野生動物保護協會與美國聖迭戈動物園野生動植物聯盟簽署了新一輪大熊貓國際保護合作研究協議。中美雙方經過充分準備,今天,來自中國大熊貓保護研究中心的兩隻大熊貓「鑫寶」「雲川」啟程前往聖迭戈動物園,開啟為期10年的旅居生活,延續雙方
托底騰飛、5米墜落!領克07 EM-P完成行業首次極限挑戰 - 天天要聞

托底騰飛、5米墜落!領克07 EM-P完成行業首次極限挑戰

快科技6月27日消息,據領克汽車官方發布,近日,領克07 EM-P完成行業首次托底後高空墜落挑戰。據悉,此次領克07EM-P攜手中汽信科,根據真實場景設置超高難度挑戰,先托底,後騰飛,再墜落,挑戰時速50km/h正面應對托底測試、挑戰行業首次托底+翻滾雙重測試。托底:車速50km/h剮蹭底盤通過直徑為150mm的剛性半球形壁障,領克...
【生物多樣性看甘孜】四川甘孜州石渠縣記錄到幼年金雕捕食畫面 - 天天要聞

【生物多樣性看甘孜】四川甘孜州石渠縣記錄到幼年金雕捕食畫面

近日,四川長沙貢瑪國家級自然保護區工作人員和西華師範大學生物多樣性與生態適應研究團隊在四川甘孜藏族自治州石渠縣開展生物多樣性調查時,拍攝到一隻金雕亞成體的捕食活動畫面。畫面中,一隻金雕在旱獺、鼠兔的洞口耐心等候,一動不動地觀察著獵物的活動,一旦有身體肥碩滾圓、肉質細嫩的獵物從洞口跑出來,就會立刻出擊...
瞰「飛碟」 - 天天要聞

瞰「飛碟」

半島全媒體記者 王濱青島嶗山區張村河沿岸的科苑經六路以東、新宏路以北、科苑緯四路以南合圍區域,一座巨型的「太空飛碟」虛擬現實創享中心正向竣工衝刺。6月25日,虛擬現實創享中心的兩個穹頂已安裝到位,記者用無人機在高空俯拍,畫面十分壯觀。目前,項目建設處於收尾階段。據了解,青島虛擬現實創享中心整體設計以「平...