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復旦大學科研團隊成功研發(fā)纖維鋰離子電池 靈感來源于它！
2024年04月26日 15:32:10
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：9610
近日，復旦大學的科研團隊在高性能纖維電池以及電池織物的研究中取得新突破。
近日，復旦大學的科研團隊在高性能纖維電池以及電池織物的研究中取得新突破，通過設計具有孔道結構的纖維電極，實現(xiàn)電極與高分子凝膠電解質(zhì)的有效復合，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；發(fā)展出基于高分子凝膠電解質(zhì)的纖維電池的連續(xù)化構建方法，實現(xiàn)了高安全性、高儲能性能纖維電池的規(guī)模制備，建立了纖維電池織物的應用示范。
此前，電池中主要使用易漏易燃的有機電解質(zhì)，無法滿足應用要求。使用高安全性的高分子凝膠電解質(zhì)是有效的解決方法。然而，高分子凝膠電解質(zhì)難以與纖維電極形成緊密穩(wěn)定的接觸界面，導致纖維鋰離子電池儲能性能非常低。因此，實現(xiàn)高安全性纖維電池的關鍵在于，如何解決高分子凝膠電解質(zhì)與纖維電極界面不穩(wěn)定的難題。
面臨這一難題之際，爬山虎的特性給了科研團隊重大啟發(fā)。科研團隊發(fā)現(xiàn)，爬山虎能分泌出一種具有優(yōu)良浸潤性的液體，該液體滲透到兩者接觸表面的孔道結構中，隨后液體中的單體發(fā)生聚合反應，便將爬山虎和被纏繞的植物藤蔓粘在一起。
由此，團隊設計了具有多層次網(wǎng)絡孔道和取向孔道的纖維電極，并設計單體溶液使之滲入到纖維電極的孔道結構中，單體發(fā)生聚合反應后生成高分子凝膠電解質(zhì)，從而與纖維電極形成緊密穩(wěn)定的界面，進而實現(xiàn)了高安全性與高儲能性能的兼得。
該纖維鋰離子電池具備優(yōu)異的耐變形能力。在經(jīng)歷10萬次彎折、拉伸、扭轉(zhuǎn)變形后，其容量保持率大于96%。不僅如此，科研團隊還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，實現(xiàn)每小時300瓦時的產(chǎn)能，為進一步大規(guī)模應用提供了有力支持。
纖維鋰離子電池的成功研發(fā)打通了柔性纖維電池研發(fā)的“最后一公里”，有望為人機交互、健康檢測、智能傳感等領域提供有效的能源解決方案。
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