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鋰離子纖維電池( FLIB) 作為靈活的電源解決方案很有吸引力，因為它們可以編織成紡織品，為未來的可穿戴電子設(shè)備提供方便的供電方式。然而，它們難以生產(chǎn)超過幾厘米的長度，并且較長的纖維被認為具有較高的內(nèi)阻，從而影響電化學(xué)性能。

圖 1：測量和預(yù)測的 FLIB 內(nèi)阻隨著纖維長度的增加而降低。

最近，復(fù)旦大學(xué)科研 團隊表明這種纖維的內(nèi)阻與纖維長度具有雙曲余切函數(shù)關(guān)系，隨著長度的增加，它首先下降，然后趨于平穩(wěn)。系統(tǒng)研究證實，這種意想不到的結(jié)果適用于不同的纖維電池。 團隊能夠通過優(yōu)化的可擴展工業(yè)流程生產(chǎn)數(shù)米的高性能纖維鋰離子電池。團隊批量生產(chǎn)的纖維電池的能量密度為每公斤瓦時（典型值小于每公斤 1 瓦時），基于鈷 酸鋰 /石墨全電池的總重量，包括包裝。 其容量保持率在 500 次充放電循環(huán)后達到 90.5%，在 1C 倍率下達到 93%（與 0.1C 倍率容量相比），可與軟包電池等商業(yè)電池相媲美。光纖彎曲 100,000 次循環(huán)后仍可保持 80% 以上的容量。 團隊 展示了由工業(yè)劍桿織機編織成安全且可清洗的紡織品的纖維鋰離子電池可以為手機無線充電或為集成了纖維傳感器和紡織品顯示器的健康管理夾克供電。

圖 2：長 FLIB 的連續(xù)制造和結(jié)構(gòu)表征。

圖 3：FLIB 的電化學(xué)特性。

圖 4：FLIB 紡織品的應(yīng)用。

相關(guān)論文以題為 Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries 發(fā)表在《 Nature 》上。 通訊作者 是 復(fù)旦大學(xué) 彭慧勝教授 ，和 陳培寧副研究員 。

參考文獻：

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