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可穿戴设备新突破,“穿”在身上的纤维锂离子电池

“便携式电池”这类可穿戴设备的研究课题一直以来都是科研人员的一项重点项目,以此延伸出的技术也是层出不穷。近日,复旦大学高分子科学系一科研团队就发表了一项研究。该研究发现了纤维锂离子电池内阻随长度的变化规律,有效解决了活性材料和纤维电极界面稳定性难题,连续构建出兼具良好安全性和综合电化学性能的新型纤维聚合物锂离子电池。

可穿戴设备新突破,“穿”在身上的纤维锂离子电池

根据其研究显示,长度1米的纤维聚合物锂离子电池容量为25mAh,可以为智能手机、心率监测仪等商用可穿戴电子设备提供超过2天的使用电能,同时还具有良好的循环稳定性。

据了解,该团队在2013年就提出了一种新型纤维锂离子电池,为智能电子织物等可穿戴设备能源供给提供了新思路。但是一直以来,适用于块状锂离子电池的生产体系难以适用于纤维锂离子电池也是另一项难题。

该团队成员发现,要解决这一难题,就要从源头上理清纤维电池内阻和长度的关系规律。通过大量尝试不同材料,研究人员成功研究出“纤维锂离子电池内阻随长度增加先减小后逐步趋于稳定”的变化规律,为纤维锂离子电池的连续构建提供了有力的理论支撑。

而在此基础上,为实现“高效负载纤维锂离子电池活性材料的高效连续制备”,该团队也研发出一种新方法:通过调控正负极活性材料组分和粘附力,有效解决了聚合物复合活性材料与导电纤维集流体的界面稳定性难题,得到了高负载量、涂覆均匀和容量高度匹配的正、负极纤维电极材料。随后,该团队又开展了“电池连续组装和封装“等研究,最终实现了高性能纤维聚合物锂离子电池的连续化稳定制备。

据了解,该团队通过纺织方法,已获得高性能大面积电池织物。将电池织物和无线充电发射装置集成,可安全、稳定地为智能手机进行无线充电。该项目的一位专家教授表示:纤维锂聚合物离子电池已显示出广阔应用前景,而且还有较大的提升空间。此外,还可以通过更先进的编织技术,将电池高效地编织到各种衣物中,使其穿着更加舒适、美观。

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