文|陈根
很多时候,人们出门会遇到手机没电,又忘记携带充电宝和充电器的情况,这给生活带来了一定不便。如果有这样一件衣服,它看起来和普通衣物并无不同,但可以给手机无线及其他电子设备充电,是不是令人心动?
近日,复旦大学研究人员开发出一种可穿戴的电池织物,它不仅可以给手机进行无线充电,还能为监测人体健康数据的智能纤维提供足够的能源。并且,在重复水洗、折叠后,其仍能保持稳定的电化学性能及机械性能。
经典的平面涂覆方法难以适用于高曲率纤维,因为在纤维表面进行涂覆时很容易在其表面产生串珠等涂覆不均匀的现象,严重影响了纤维电极制备的连续性和电池的电化学性能。
但是该团队通过纺织的方法,进一步获得了高性能和高安全性的大面积电池织物。他们用一块1．5平方米的“布”展示了可以将显示器件的制备与织物编织过程实现有效融合,在高分子复合纤维交织点集成多功能微型发光器件,实现大面积柔性显示织物和智能集成系统。
此外,纤维锂离子电池的制备主要面临两个难点,一是纤维锂电池的内阻对其电化学性能具有重要影响,但其内阻和纤维长度的之间的关系规律仍并不是很明确;二是因为完全不同的器件结构,面向块状锂离子电池的电极制备和器件构建方法很难适用于纤维锂电池。
经过反复实验,该设备长度为1米时,纤维锂离子电池容量为25mAh,可以为心率监测仪和血氧仪等商用可穿戴设备提供超过2天的使用电能。基于整体质量的能量密度超过85 Wh/kg。
同时,纤维锂离子电池具有良好的循环稳定性,循环500圈后,电池的容量保持率仍然达到90．5%,库伦效率为99．8%。即使在曲率半径为1厘米的情况下,将纤维锂离子电池弯折10万次后,其容量保持率仍大于80%。
总的来说,这种全柔性织物不仅可以给手机等电子设备进行无线充电,还具有耐磨、可折叠、可反复机洗的优势。而且,其价格为每米0．05 美元,为大规模生产奠定了良好的基础。
