复旦大学彭慧胜/陈培宁Nature:高能纤维锂电,弯曲100000次性能依然亮眼! 2024-08-07 11:01:17 第一作者:Jiqing He通讯作者:陈培宁、彭慧胜通讯单位:复旦大学今年3月10日和5月7日,复旦大学彭慧胜教授和陈培宁副研究员等人在Nature上相继发表了题为“Large-area display textiles integrated with functional systems” 和“Making large-scale, functional, electronic textiles”2篇文章——开发了一种基于经纬编织工艺,大面积制备织物显示器的方法。在这项工作中,复旦大学彭慧胜教授和陈培宁副研究员等人采用全新的材料设计方案,报告了一种6m长,25cm宽的显示器纺织品,包含5×105个电致发光单元,间隔约800微米。导电纬线和发光经线纤维在纬线-经线接触点形成微米级的电致发光单元。即使纺织品弯曲,拉伸或压制时,电致发光单元之间的亮度偏差也小于8%,并保持稳定。同时,本文展示纺织品柔软而透气,可以承受反复的机洗,非常适合实际应用。此外,作者展示了由显示器,键盘和电源组成的集成纺织品系统可以用作通信工具,证明了该系统在包括医疗保健在内的各个领域的“物联网”中的潜力,从而将纺织品的电子设备的制造和功能统一在一起。今日,该课题组再次发表Nature,展示了一项锂离子纤维电池的研究成果:1)作者发现这种纤维锂离子电池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,内阻首先下降,然后趋于平稳。2)实现通过可扩展工业流程生产数米的高性能纤维锂离子电池。钴酸锂/石墨纤维电池的能量密度为85.69 Wh/kg,在500次充放电循环后其容量保持率达到90.5%,在1C倍率下达到93%,可与软包电池等商业电池相媲美。弯曲100000次循环后仍可保持80%以上的容量。【主要内容】为了使纺织电池在便携式和可穿戴电子产品中得到广泛应用,人们必须能够批量生产柔性、安全和可清洗的纤维电池线轴。一个主流方向是制造直径为数十至数百微米的纤维锂离子电池,以便将它们编织成具有足够容量的可穿戴透气纺织品,以满足各种可穿戴电子产品的电力需求。过去十年中研究人员的广泛努力已经探索了制造具有越来越好的电化学性能的纤维锂离子电池的方法。然而,迄今为止获得的纤维只有几厘米长,导致整个电池具有低能量密度 (<1 Wh/kg)。如此短的纤维锂离子电池是不切实际的,因为连接它们的附件会损害纤维的能量密度和稳定性;例如,水/氧气侵入、电解液泄漏和机械故障都可能发生在这些连接处。大规模生产长纤维锂离子电池同时保持高性能和纤维长度仍然是一个未满足的需求。鉴于此,作者通过手动将钴酸锂正极和隔膜包裹的纤维负极扭在一起制造了不同长度(0.1 m、0.2 m、0.5 m 和 1 m)的纤维锂离子电池,并测量了它们的电化学性能。他们发现纤维锂离子电池的内阻随着长度的增加而减小,因此实际上可以生产高性能的长纤维锂离子电池。通过用工业织机将纤维锂离子电池编织成大面积纺织品,生产出的纤维锂离子电池纺织品具有足够的能量来为大型电子设备供电。其生产的纤维锂离子电池每米成本略低于 0.05 美元,对于广大的消费者应用来说是经济实惠的。并展示了纤维锂离子电池纺织品可以集成到日常服装中,为手机无线充电,并作为实时健康管理和反馈工具。 尽管如此,为了生产下一代智能纺织品以及生物医学和商业可穿戴设备,仍然需要先进的编织方法和设备来进一步优化纤维锂离子电池之间的电气连接并更好地将纤维锂离子电池与其他纺织设备集成。此外,使用具有更高比容量的活性材料,可能可以获得具有更高能量密度的纤维锂离子电池。作者相信,凭借大规模生产高性能纤维锂离子电池的能力,纤维锂离子电池纺织品具有广泛的应用前景。Fig. 1 | Measured and predicted internal resistances of FLIBs decrease with fibre length.Fig. 2 | Continuous fabrication and structural characterization of long FLIBs.Fig. 3 | Electrochemical properties of FLIBs.Fig. 4 | Applications of FLIB textiles.【文献信息】He, J., Lu, C., Jiang, H. et al. Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries. Nature 597, 57–63 (2021).https://doi.org/10.1038/s41586-021-03772-0https://www.nature.com/articles/s41586-021-03772-0本文来源:能源学人 赞 (0) 相关推荐 厉害!复旦大学《Nature》成果登上《新闻联播》 编辑推荐:你有设想过"穿"在身上的显示器吗?融器件功能.纺织方法.织物形态于一体,在我们穿的衣服上浏览资讯.收发讯息.事件备忘--日前,复旦大学成功将显示器件的制备与织物编织过程实 ... 出门不带充电器、充电宝怎么办?复旦大学研究出可穿戴电池 当衣服成为电池能手机充电将会怎样的场景?别急,不久将会实现 现在很多场景下都需要有供电,手机需要电池供电,有时候出门时间久还需要带着充电宝或者充电器!蓝牙耳机也需要充电,那么怎么能够减轻自己的负担,让 ... [首藏作品](6848)可穿戴设备又上新 电池“织”成的衣服来了 可穿戴设备又上新 电池"织"成的衣服来了◎吕京笏 本报记者 王 春 可穿戴纤维聚合物锂离子电池概念图 受访者供图大于80%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 ... Nature重磅:复旦团队研发新型智能夹克,可为手机无线充电、实时监测身体健康 撰文:郝景 编审:寇建超 排版:李雪薇 小时候,你是否有过这样一个梦想: 希望自己拥有"特异功能",可以拯救世界. 就像钢铁侠一样,只需要按下胸前衣服上的按钮,就能瞬间披上战甲,变 ... MIT 可穿戴新作!AI 袜子掌控人类行动,机器人戴上护腕不再「触觉盲」 我们必不可少的衣物可以说是最好的可穿戴设备. " 作者 | 付静 从怀表到手表,再到智能手表,既有时代变迁之下的需求导向,也是可穿戴技术显著发展的结果. 起初厂商们多以「腕带+手机=智能手表 ... 复旦的新衣再登Nature!穿在身上能为手机充电,可水洗可弯折,刀戳车撵都不坏 杨净 鱼羊 发自 凹非寺 量子位 报道 | 公众号 QbitAI 今天,一件来自中国的衣服登上了Nature. 没看出有什么特别?别眨眼,下一秒神奇的事情就发生了(注意那个手机). 没错,这件衣服正在 ... 出门不需要带充电宝!复旦大学研发“穿”在身上的电池 2021年09月02日 10:20:06 来源:央视新闻(芈笑摘藏) 2日,记者从复旦大学获悉,出门不需要带充电器和充电宝,通过身上穿的衣服,就可以对手机进行无线充电.听起来像科幻片的场景,正在逐步成 ... 重大《Nature》子刊:穿上这种布料,就像私人护士24小时陪着你! 编辑推荐:这种柔性的人工智能硬件可以像普通的布料一样穿戴在人身上,却可以作为一个全天候的私人人工智能护士,进行24小时的日常健康监控或紧急援助,可用于日常保健.糖尿病监测.或低血糖.代谢性碱中毒等紧急 ... 复旦彭慧胜团队又发《Nature》!有望实现为手机充电的衣服 编辑推荐:本文首次发现纤维锂离子电池(FLIBs)的内阻随着长度增加而减小的规律,因此可以生产出高性能的长FLIBs.使用工业纺织机将FLIBs编织成大面积纺织品,具有足够的能量来为大型电子设备供电. ... 复旦Nature论文实现《三体》科幻场景:把显示屏穿身上,还能导航、聊天那种 机器之心报道 机器之心编辑部 每个人都是一个行走的显示屏,这并不是科幻小说里才有的场景. 最令罗辑心动的是他沿途遇到的人们-- 他们的衣服也都映出绚美的图案,每个人的风格都不同,有的写实有的抽象. 「 ... 快了!衣服就能给手机充电了 作者 | 黄辛 吕京笏 陆琦 一米长的纤维锂离子电池.课题组供图 身上穿的衣服就可以给手机无线充电,这听起来像科幻片的场景正在逐步成为现实. 近日,复旦大学高分子科学系教授彭慧胜团队通过系统揭示纤维锂 ...