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复旦大学科研团队成功研发纤维锂离子电池 灵感来源于它！
2024年04月26日 15:32:10
来源：Ky开元集团 点击量：9650
近日，复旦大学的科研团队在高性能纤维电池以及电池织物的研究中取得新突破。
近日，复旦大学的科研团队在高性能纤维电池以及电池织物的研究中取得新突破，通过设计具有孔道结构的纤维电极，实现电极与高分子凝胶电解质的有效复合，解决了高分子凝胶电解质与电极界面稳定性差的难题；发展出基于高分子凝胶电解质的纤维电池的连续化构建方法，实现了高安全性、高储能性能纤维电池的规模制备，建立了纤维电池织物的应用示范。
此前，电池中主要使用易漏易燃的有机电解质，无法满足应用要求。使用高安全性的高分子凝胶电解质是有效的解决方法。然而，高分子凝胶电解质难以与纤维电极形成紧密稳定的接触界面，导致纤维锂离子电池储能性能非常低。因此，实现高安全性纤维电池的关键在于，如何解决高分子凝胶电解质与纤维电极界面不稳定的难题。
面临这一难题之际，爬山虎的特性给了科研团队重大启发。科研团队发现，爬山虎能分泌出一种具有优良浸润性的液体，该液体渗透到两者接触表面的孔道结构中，随后液体中的单体发生聚合反应，便将爬山虎和被缠绕的植物藤蔓粘在一起。
由此，团队设计了具有多层次网络孔道和取向孔道的纤维电极，并设计单体溶液使之渗入到纤维电极的孔道结构中，单体发生聚合反应后生成高分子凝胶电解质，从而与纤维电极形成紧密稳定的界面，进而实现了高安全性与高储能性能的兼得。
该纤维锂离子电池具备优异的耐变形能力。在经历10万次弯折、拉伸、扭转变形后，其容量保持率大于96%。不仅如此，科研团队还建立了以活性浆料涂覆、高分子隔离膜包覆、纤维螺旋缠绕、凝胶电解质复合以及高分子熔融封装为核心步骤的纤维电池中试生产线，实现每小时300瓦时的产能，为进一步大规模应用提供了有力支持。
纤维锂离子电池的成功研发打通了柔性纤维电池研发的“最后一公里”，有望为人机交互、健康检测、智能传感等领域提供有效的能源解决方案。
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