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复旦团队重磅研究登上《Nature》:电池“穿”身上为手机无线充电

前瞻网    2021-09-14 18:48

 

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9月1日,复旦大学高分子科学系彭慧胜教授团队成功研制了高性能的纤维锂离子电池(FLIBs),相关论文以“Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries”为题发表在《自然》(Nature)上。

纤维锂离子电池作为一种灵活的电源解决方案极具吸引力,因为它们可以被编织到纺织品中,为未来的可穿戴电子设备提供了一种方便的供电方式。然而,它们的长度很难超过几厘米,而较长的纤维被认为具有较高的内阻,这就损害了电化学性能。

在复旦团队研发的纤维锂离子电池中,这种纤维的内阻与纤维长度有一个双曲余切函数关系,它首先减少,然后随着长度的增加趋于平稳。系统研究证实,这种意想不到的结果适用于不同的纤维电池。

通过优化的可扩展工业流程,研究团队生产出数米高性能纤维锂离子电池。我们大规模生产的纤维电池的能量密度为每公斤85.69瓦时(典型值小于每公斤1瓦时),可为心率监测仪和血氧仪等商用可穿戴设备提供超过 2 天的续航。

经过500次充放电循环后,这种纤维锂离子电池容量保持率达到90.5%,1C速率下的容量保持率达到93% (0.1C速率容量),与商业电池如软包电池相当。纤维弯曲10万次后,可保持80%以上的容量。

新研究展示了工业剑杆织机将纤维锂离子电池编织到安全且可清洗的纺织品中,可以给手机无线充电,或为集成了纤维传感器和纺织品显示器的健康管理夹克供电。

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责任编辑: 3976DBC

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