纖維電池是一種創(chuàng)新的電池技術(shù)，它在2022年11月被選為年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)由復(fù)旦大學(xué)彭慧勝團(tuán)隊(duì)研發(fā)，他們發(fā)明了一種聚合物纖維鋰離子電池，這種電池不僅具有傳統(tǒng)鋰離子電池的儲(chǔ)能功能，而且具有極高的柔韌性，能夠編織成衣物、毛巾甚至被單，為可穿戴設(shè)備提供能量供給的新方案。
研究背景
彭慧勝團(tuán)隊(duì)自2008年起專(zhuān)注于柔性電池系統(tǒng)的研究，并在2013年提出了纖維鋰離子電池的概念。這種電池的直徑從幾十微米到數(shù)百微米不等，可以編織成柔軟透氣的智能儲(chǔ)能織物。團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中解決了纖維電池內(nèi)阻與長(zhǎng)度的關(guān)系規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了高性能纖維鋰離子電池的連續(xù)化構(gòu)建，其能量密度達(dá)到每千克85.69瓦時(shí)，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。2021年9月1日，相關(guān)成果登上國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志，審稿人評(píng)價(jià)這是“儲(chǔ)能領(lǐng)域和可穿戴技術(shù)領(lǐng)域的里程碑研究”。
研究進(jìn)展
纖維鋰離子電池，由復(fù)旦大學(xué)彭慧勝團(tuán)隊(duì)研發(fā)，是一項(xiàng)突破性的能源存儲(chǔ)技術(shù)，旨在解決可穿戴設(shè)備面臨的電能供給難題。自2008年起，該團(tuán)隊(duì)便致力于開(kāi)發(fā)新型柔性電池系統(tǒng)，并于2013年成功創(chuàng)新出纖維鋰離子電池。與傳統(tǒng)剛性電池相比，這種電池具有極高的柔韌性，直徑僅幾十到數(shù)百微米，可編織成柔軟透氣的智能儲(chǔ)能織物。團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入研究，揭示了纖維電池內(nèi)阻與長(zhǎng)度之間的科學(xué)規(guī)律，成功提升了電池的能量密度至每千克85.69瓦時(shí)，并確保了電池在500次循環(huán)使用后容量保持率高達(dá)90.5%。此外，纖維鋰電池展現(xiàn)了卓越的安全性和穩(wěn)定性，在極端條件下如折疊、刀扎、碾壓均不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。團(tuán)隊(duì)還成功將纖維電池與無(wú)線充電模塊集成，實(shí)現(xiàn)了為智能手機(jī)等設(shè)備的便捷充電。盡管纖維鋰電池的連續(xù)化構(gòu)建存在技術(shù)挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)已通過(guò)創(chuàng)新的聚合物復(fù)合活性層設(shè)計(jì)和性能調(diào)控，以及自主設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化裝置，突破了這些難題。2021年以來(lái)，彭慧勝團(tuán)隊(duì)正尋求與產(chǎn)業(yè)界的合作，以推動(dòng)纖維電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和廣泛應(yīng)用，預(yù)期將在電子織物、可穿戴設(shè)備、新能源等多個(gè)領(lǐng)域引發(fā)技術(shù)革新。
獲得榮譽(yù)
在2022年8月16日，德國(guó)跨界創(chuàng)新基金會(huì)（Falling Walls Foundation）宣布了年度科學(xué)突破獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)名單，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系的彭慧勝教授榮獲工程技術(shù)類(lèi)別（Engineering and Technology）的獎(jiǎng)項(xiàng)。此項(xiàng)榮譽(yù)是為了表彰彭教授在纖維聚合物鋰離子電池領(lǐng)域的革命性貢獻(xiàn)，特別是在推動(dòng)柔性纖維電池技術(shù)發(fā)展方面取得的突破。評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)認(rèn)為彭教授的工作“推倒了制約柔性纖維電池的圍墻”，即打破了柔性電池發(fā)展的技術(shù)障礙。
纖維電池，2022年11月，入選2022年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)。
參考資料 >
天目Tech+專(zhuān)訪丨“神奇”鋰電池能編織成衣 復(fù)旦大學(xué)新成果登上《自然》.今日頭條.2024-07-16
祝賀！彭慧勝獲德國(guó)跨界創(chuàng)新基金會(huì)科學(xué)突破獎(jiǎng).今日頭條.2024-07-16
2022年“化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)” .微信公眾平臺(tái).2024-07-16
第四屆世界科技與發(fā)展論壇閉幕 .中國(guó)科技網(wǎng).2024-07-16