《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家取得纖維電池技術(shù)新突破

復(fù)旦大學(xué)科學(xué)家取得纖維電池技術(shù)新突破

衣服,、背包可為電子設(shè)備充電
2024-04-26
來(lái)源:新華社

一件柔軟透氣的衣服,,不僅可以儲(chǔ)存能量,,還能便捷地為手機(jī),、手表等隨身電子設(shè)備供電,。這一曾存在于科幻作品中的場(chǎng)景,,已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí),。

近日,,復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在高性能纖維電池電池織物研究上取得新突破:通過(guò)設(shè)計(jì)具有孔道結(jié)構(gòu)的纖維電極,,實(shí)現(xiàn)電極與高分子凝膠電解質(zhì)的有效復(fù)合,,團(tuán)隊(duì)不僅解決了高分子凝膠電解質(zhì)與電極界面穩(wěn)定性差的難題,還發(fā)展出纖維電池連續(xù)化構(gòu)建方法,,實(shí)現(xiàn)了高安全性,、高儲(chǔ)能性能纖維電池的規(guī)模制備。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》主刊,。

1.jpg

4月22日,,復(fù)旦大學(xué)科研人員展示手機(jī)可放在編織有纖維電池的織物上充電

經(jīng)過(guò)多年探索,復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)相繼攻克“設(shè)計(jì)纖維結(jié)構(gòu)獲得柔軟的鋰離子電池”“制備高能量密度的纖維鋰離子電池”兩大難題,;“實(shí)現(xiàn)高安全性纖維鋰離子電池”則是該課題的“最后一公里”,。科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,、中國(guó)科學(xué)院院士彭慧勝表示,,由于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(zhì)取代易漏易燃的有機(jī)電解質(zhì),,而基于高分子凝膠電解質(zhì)的纖維電池要想提升儲(chǔ)能性能,,必須解決高分子凝膠電解質(zhì)與纖維電極界面不穩(wěn)定這一難題。

團(tuán)隊(duì)最終從爬山虎與植物藤蔓緊緊纏繞這一自然現(xiàn)象中受到啟發(fā),,研究其奧秘后,,設(shè)計(jì)了具有多層次網(wǎng)絡(luò)孔道和取向孔道的纖維電極,并研發(fā)單體溶液使之滲入到纖維電極的孔道結(jié)構(gòu)中,,單體發(fā)生聚合反應(yīng)后生成高分子凝膠電解質(zhì),,與纖維電極形成緊密穩(wěn)定界面,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高安全性與高儲(chǔ)能性能的兼得,。

在此基礎(chǔ)上,,團(tuán)隊(duì)發(fā)展出基于高分子凝膠電解質(zhì)纖維電池的連續(xù)化制備方法,實(shí)現(xiàn)了數(shù)千米長(zhǎng)度纖維鋰離子電池的制備,其能量密度達(dá)到128瓦時(shí)/公斤,,可有效為無(wú)人機(jī)等大功率用電器供電,,同時(shí)具有優(yōu)異的耐變形能力。

20240425eb6b06dd4c5a4836ae375405e507058f_31ac3251a690405dae9b12518948e909.jpg

4月22日,,復(fù)旦大學(xué)科研人員展示高性能纖維電池,。

彭慧勝表示,通過(guò)自主設(shè)計(jì)關(guān)鍵設(shè)備,,團(tuán)隊(duì)建立了以活性漿料涂覆,、高分子隔離膜包覆、纖維螺旋纏繞,、凝膠電解質(zhì)復(fù)合以及高分子熔融封裝為核心步驟的纖維電池中試生產(chǎn)線,,實(shí)現(xiàn)每小時(shí)300瓦時(shí)的產(chǎn)能,相當(dāng)于每小時(shí)生產(chǎn)的電池可同時(shí)為20部手機(jī)充電,。這為纖維電池的大規(guī)模應(yīng)用提供了有力支持。

目前,,團(tuán)隊(duì)已使用工業(yè)編織方法制備了大面積纖維電池織物,。在相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下,電池織物在經(jīng)受大電流充放電,、過(guò)壓充電和欠壓放電,、高溫存儲(chǔ)后沒(méi)有發(fā)生泄漏、著火等事故,,顯示出良好的安全性和穩(wěn)定性,;電池織物在高低溫、真空環(huán)境中及外力破壞下仍可以安全穩(wěn)定地為用電器供電,。

“這一纖維電池可應(yīng)用于消防救災(zāi),、極地科考、航空航天等重要領(lǐng)域,,更多應(yīng)用場(chǎng)景有待各方共同開拓,。”彭慧勝說(shuō),。


Magazine.Subscription.jpg

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn),。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無(wú)法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)通過(guò)電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。