彼時(shí),電池可以像衣服一樣穿戴,為無數(shù)電子設(shè)備提供電力!人人都可以成為充電寶!據(jù)悉,5月8日,纖維鋰電池中試生產(chǎn)線已按預(yù)定計(jì)劃投產(chǎn)。
柔性纖維電池是一種非常有趣的電池,某團(tuán)隊(duì)于2013年首次提出并在世界上率先實(shí)現(xiàn)了纖維鋰離子電池。這種電池是一種柔性的一維纖維,可以被編織成各種柔性紡織品。纖維在日常生活中很常見(如我們穿的衣服和行走的地毯均由纖維編織而成),試想,如果將儲(chǔ)能能力結(jié)合到纖維中,然后編織成可用的紡織品,這將為我們的生活帶來翻天覆地的變化,彼時(shí),電池可以像衣服一樣穿戴,為無數(shù)電子設(shè)備提供電力,只要穿上這種衣服,一個(gè)移動(dòng)的充電寶便形成了。
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早在2021年9月,該團(tuán)隊(duì)就憑借兼具高安全性和高性能的新型纖維聚合物鋰離子電池在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文。然而,如何快速和規(guī)?;苽淅w維聚合物儲(chǔ)能電池,是智能纖維領(lǐng)域長久面臨的一個(gè)瓶頸難題。但他們卻是一個(gè)愿意“啃硬骨頭”的團(tuán)隊(duì),因?yàn)橥耆煌钠骷Y(jié)構(gòu),面向塊狀鋰離子電池的電極制備和器件構(gòu)建方法很難適用于纖維鋰電池,國際上纖維鋰電池的連續(xù)化制備研究幾乎是空白。
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然而,經(jīng)過鍥而不舍的研究,該團(tuán)隊(duì)找到了纖維電池的規(guī)?;a(chǎn)新路線。此前,纖維電池的制備大多基于平面電池的制備方法,通過逐層涂層工藝,生產(chǎn)出的纖維電池性能不佳,且生產(chǎn)效率低無法滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。這其中最大的困難在于,在如此精細(xì)、柔軟的纖維結(jié)構(gòu)中,如何保持電池各功能組分間的界面穩(wěn)定性并實(shí)現(xiàn)電化學(xué)活性。而在這項(xiàng)工作中,該團(tuán)隊(duì)成功將纖維聚合物儲(chǔ)能電池的制備和經(jīng)典濕法紡絲方法進(jìn)行融合,通過聚合物濕法“紡絲”大規(guī)模、一步法制備的纖維電池更細(xì)、更柔,也更加接近日常用于紡織的高分子化學(xué)纖維,這實(shí)現(xiàn)了一系列千米級(jí)纖維電池的快速連續(xù)構(gòu)建。而且后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,即使在高生產(chǎn)速率下連續(xù)化制備,所得到的纖維電池內(nèi)部各功能組分也具有良好的界面穩(wěn)定性,從而表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。
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這種新型的制備方法生產(chǎn)率超過250m/h,此前,生產(chǎn)率僅為60m/h。最后,該團(tuán)隊(duì)將得到的纖維電池編織成了一個(gè)占地10平方米的帳篷,經(jīng)過測(cè)試,該帳篷的能量密度為550mWh/m。
據(jù)介紹,該團(tuán)隊(duì)合作公司的產(chǎn)品纖維鋰電池是基于此前的發(fā)光纖維產(chǎn)品開發(fā)的,目的便是能使紡織纖維具備能量儲(chǔ)存功能。相比于傳統(tǒng)電池,這一類新電池體系材料畢竟是近幾年剛剛出現(xiàn)的,充放電過程中的體積膨脹、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電池容量、循環(huán)性能等方面仍需要進(jìn)一步的研究和考證。