锂离子纤维电池( FLIB) 作为灵活的电源解决方案很有吸引力，因为它们可以编织成纺织品，为未来的可穿戴电子设备提供方便的供电方式。然而，它们难以生产超过几厘米的长度，并且较长的纤维被认为具有较高的内阻，从而影响电化学性能。

图 1：测量和预测的 FLIB 内阻随着纤维长度的增加而降低。

最近，复旦大学科研 团队表明这种纤维的内阻与纤维长度具有双曲余切函数关系，随着长度的增加，它首先下降，然后趋于平稳。系统研究证实，这种意想不到的结果适用于不同的纤维电池。 团队能够通过优化的可扩展工业流程生产数米的高性能纤维锂离子电池。团队批量生产的纤维电池的能量密度为每公斤瓦时（典型值小于每公斤 1 瓦时），基于钴 酸锂 /石墨全电池的总重量，包括包装。 其容量保持率在 500 次充放电循环后达到 90.5%，在 1C 倍率下达到 93%（与 0.1C 倍率容量相比），可与软包电池等商业电池相媲美。光纤弯曲 100,000 次循环后仍可保持 80% 以上的容量。 团队 展示了由工业剑杆织机编织成安全且可清洗的纺织品的纤维锂离子电池可以为手机无线充电或为集成了纤维传感器和纺织品显示器的健康管理夹克供电。

图 2：长 FLIB 的连续制造和结构表征。

图 3：FLIB 的电化学特性。

图 4：FLIB 纺织品的应用。

相关论文以题为 Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries 发表在《 Nature 》上。 通讯作者 是 复旦大学 彭慧胜教授 ，和 陈培宁副研究员 。

参考文献：

doi.org/10.1038/s41586-021-03772-0

来源:高分子材料科学   (责任编辑：子蕊)