文章图片
安全性也有保证 。 遭受外力破坏的情况下 ， 普通电池很容易发生燃烧、爆炸 。 但实验显示 ， 织物电池在被车撵、被刀戳的情况下 ， 依然能保持稳定 。
文章图片
文章图片
研究团队还监测了电池放电时衣物温度的变化情况 。 结果显示 ， 在放电的40分钟内 ， 温度并没有发生明显波动 。
文章图片
此外 ， 这一衣服电池在500次充放电循环之后 ， 容量保持率能达到90.5% ， 库仑效率为99.8% 。 在曲率半径为1厘米的情况下 ， 弯折10万次之后 ， 其容量保持率仍大于80% 。
每米成本低于3角
前文也提到 ， 此前 ， 工业级别上很难生产长度超过几厘米的纤维锂离子电池 。 其中很重要的一个原因是 ， 较长的纤维被认为会有较高的内阻 ， 而电池的内阻对其电化学性能具有重要影响 。
所以复旦彭慧胜团队具体是如何实现突破的？
有两个方面 。
首先他们发现 ， 纤维内阻与长度呈现的是双曲余切函数关系 。
文章图片
换句话说 ， 就是纤维内阻先随着长度的增加而降低 ， 之后趋于平缓 。
那么这两者之间的关系究竟是如何发现的呢？
手工自制锂电池 。
电池正极为铝线 ， 涂层为钴酸锂LCO ， 典型锂电池正极活性材料；负极为有石墨涂层的铜线 ， 并用商业隔离膜包裹以防止短路 。
将正负极缠绕在一起 ， 制备成不同长度的纤维锂电池（0.1米、0.2米、0.5 米和1米） ， 并测量他们的电化学性能 。
文章图片
最终经过系统性研究表明 ， 这一关系具有普遍性 ， 对不同的纤维电池均有效 。
理论基础可行 ， 那就到了第二阶段——工业化制备 ， 生产长达数米的高性能纤维电池 。
最大的难点 ， 是如何均匀地将浆液均匀涂在正负电极上 。
目前大部分商业化电池就不存在这样的问题 ， 在平面基材上涂抹更加均匀 ， 厚度也容易控制 。 然而对于柔性、弯曲的纤维表面就很有难度 。
这是因为 ， 在涂层负载过程中 ， 曲面结构使得活性材料承受较大的表面张力 ， 从而导致活性材料涂层不均匀 ， 影响整个电池的性能和稳定性 。
论文一作何纪卿接受澎湃采访时表示 ， 这会导致曲面产生不平整的串珠结构 。
推荐阅读
- 星链|石豪：在太空，马斯克和美国当局是如何作恶的
- 快报|“他，是能成就导师的学生”
- 区块|面向2030：影响数据存储产业的十大应用（下）：新兴应用
- 年轻人|人生缺少的不是运气，而是少了这些高质量订阅号
- 生活|气笑了，这APP的年度报告是在嘲讽我吧
- bug|这款小工具让你的Win10用上“Win11亚克力半透明菜单”
- 苏宁|小门店里的暖心事,三位创业者的雪域坚守
- 历史|科普：詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 空间|（科技）科普：詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 生活|数字文旅的精彩生活