国产在线国偷精品免费看-国产精品成人网站-亚洲av永久无码精品无码流畅-成全高清免费观看方法

可穿戴設備又上新 電池“織”成的衣服來了

2021-09-15 15:05  來源:科技日報  瀏覽:  

大于80%

纖維鋰離子電池具有良好的循環穩定性,循環500圈后,電池的容量保持率仍然達到90.5%,庫倫效率為99.8%;在曲率半徑為1厘米的情況下,將纖維鋰離子電池彎折10萬次后,其容量保持率仍大于80%;甚至在重復水洗、擠壓等嚴苛環境下也可以保持較為穩定的電化學性能。

出門不需要帶充電器和充電寶,通過身上穿的衣服,就可以對手機進行無線充電——聽起來像科幻片的這一場景,正在逐步成為現實。

這正是復旦大學高分子科學系彭慧勝團隊的研究方向之一。近日,團隊通過系統揭示纖維鋰離子電池內阻隨長度的變化規律,有效解決了聚合物復合活性材料和纖維電極界面穩定性難題,連續構建出兼具良好安全性和綜合電化學性能的新型纖維聚合物鋰離子電池。

相關研究成果以《高性能纖維鋰離子電池的規模化構建》為題,發表于《自然》雜志主刊。審稿人評價這項工作是“儲能領域和可穿戴技術領域的里程碑研究”和“柔性電子領域的一個里程碑”。該研究得到科技部、國家自然科學基金委、上海市科委等項目支持。

理論探索,摸清電池內阻變化規律

作為現代電子設備的“心臟”,以鋰離子電池為代表的儲能器件是現代電子工業和人們生活不可或缺的組成部分。彭慧勝團隊從2008年開始研究新型柔性電池系統,在2013年提出并研制了新型纖維鋰離子電池,為有效滿足智能電子織物等可穿戴設備能源供給需求提供了新路徑。

經過最近幾年國際學術界的共同努力,纖維鋰離子電池研究取得了系列積極進展,但仍然面臨一些重大難題,限制了其實際應用。其關鍵挑戰在于,面向塊狀鋰離子電池的成熟生產體系很難適用于纖維鋰離子電池,而國際上纖維鋰電池的連續化制備研究幾乎是空白。迄今為止報道的纖維鋰離子電池長度往往在厘米尺度,并且基于整體質量的能量密度也比較低。

“纖維鋰離子電池就如同毛線,要織成一件可以充電的毛衣,必須保證有足夠長的毛線。”上述論文的共同第一作者、復旦大學高分子科學系博士生何紀卿和路晨昊形容道。

研究團隊在長期研究過程中逐漸意識到,要實現纖維鋰離子電池的連續化構建,首先需要解決的一個重要科學問題,那就是要從源頭上厘清纖維電池內阻和長度的關系規律。團隊成員突破以往的研究思路,通過大量的預實驗篩選,廣泛嘗試了不同電學特性的纖維集流體材料,最終發現并揭示出纖維鋰離子電池內阻隨長度增加先減小后逐步趨于穩定的變化規律。并且纖維集流體的導電率越高,越能有效降低纖維鋰離子電池的內阻,從而有利于提升連續長纖維電池的電化學性能。上述關系規律得到了系統的實驗驗證,為纖維鋰離子電池的連續構建提供了有力的理論支撐和依據。

創新路線,實現連續化制備

要實現高效負載纖維鋰離子電池活性材料的高效連續制備,必須有效解決活性材料與導電纖維集流體的界面穩定性難題。“在纖維表面進行涂覆時很容易產生串珠等涂覆不均勻的現象,就像糖葫蘆一樣,嚴重影響了纖維電極制備的連續性和電池的電化學性能。”何紀卿解釋道,經典的平面涂覆方法很難適用于高曲率的纖維。

為此,團隊發展出了高效負載纖維鋰離子電池活性材料的連續化方法,通過調控正負極活性材料組分和黏附力,有效解決了聚合物復合活性材料與導電纖維集流體的界面穩定性難題,并自主設計和建立了面向纖維鋰離子電池連續構建的標準化裝置,實現了活性材料在千米級光滑纖維表面的高效負載和精準控制,獲得到了高負載量、涂覆均勻和容量高度匹配的正、負極纖維電極材料。團隊進一步將正極纖維和包覆高分子隔膜的負極纖維進行纏繞組裝,并進行有效的封裝和電解液注入,最終實現了高性能纖維聚合物鋰離子電池的連續化制備。所制得的纖維電池容量隨長度線性增加,顯示該構建路線具有良好的可靠性。

應用前景廣闊,普及任重道遠

今年3月,復旦大學彭慧勝、陳培寧的團隊論文《大面積顯示織物及其功能集成系統》發表于《自然》雜志主刊,他們自主研發的全柔性織物顯示系統,可緊貼人體不規則輪廓,像普通織物一樣輕薄透氣,確保良好的穿著舒適度。

談起這一成果,彭慧勝表示:“前者是用電,我們現在的這個研究是供電,二者完全不同但又緊密相關。”

該纖維鋰聚合物離子電池表現出了良好的綜合性能,顯示了廣闊的應用前景。基于包括封裝材料在內的全電池重量,其能量密度超過85瓦時/千克(Wh/kg),長度為1米的電池可以為智能手機、手環、心率監測儀、血氧儀等可穿戴電子設備長時間連續有效供電;纖維鋰離子電池還具有良好的循環穩定性,循環500圈后,電池的容量保持率仍然達到90.5%,庫倫效率為99.8%;在曲率半徑為1厘米的情況下,將纖維鋰離子電池彎折10萬次后,其容量保持率仍大于80%;甚至在重復水洗、擠壓等嚴苛環境下也可以保持較為穩定的電化學性能。進一步通過紡織方法,團隊已經獲得了高性能的大面積電池織物。“如果將電池織物和無線充電發射裝置集成,可安全、穩定地為智能手機進行無線充電。”何紀卿說。

從新現象到新規律,到連續構建關鍵技術的突破,到幾乎所有核心設備的自主研發,再到工程化連續制備路線的不斷提高……團隊從未止步。通過十多年持續不斷的深入研究,團隊已經把纖維電池從實驗室樣品發展到了產品模型,特別是實現了高安全性纖維聚合物鋰離子電池的連續化構建,并致力于推動纖維電池和織物系統的規模化應用研究。

“可穿戴纖維鋰離子電池的很多功能已經實現,但對于真正的推廣普及來說,依然任重道遠。”彭慧勝說。

從電池本身來說,目前纖維聚合物鋰離子電池與生活中常用的平面電池的能量密度相比,還有較大的提升空間;也需要發展面向纖維聚合物鋰離子電池構建、性能評估和使用的行業標準或規范,推動其工程轉化和市場化應用;此外,在很多應用方面如可穿戴領域,還需要更加先進的編織技術,將纖維鋰離子電池高效地編織到各種衣物中,使穿著更舒適、更美觀。

彭慧勝表示,期待鋰離子電池領域產業界的合作者加入,共同探索解決新型電池體系在生產和實際應用中面臨的各種問題。

  鋰電池
免責聲明:本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之,本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者,視為自愿接受本網站聲明的約束。
相關推薦
LG 開始為通用汽車量產鋰電池:NCMA首次應用于軟包封裝

LG 開始為通用汽車量產鋰電池:NCMA首次應用于軟包封裝

首批產品將在 LG Energy Solution 韓國工廠生產,兩家公司成立的合資企業 Ultium Cells 將于2022年開始生產。業內人士預計,LG將于第四季度開啟通用汽車專用電池的生產線。
寧德時代加碼鋰電產業鏈

寧德時代加碼鋰電產業鏈

動力電池巨頭寧德時代繼續加碼產業鏈布局,接連布局鋰礦項目。受此消息影響,截至9月29日收盤,寧德時代上漲0.42%,收報502.51元,當前市值約1.17萬億元。在新能源車景氣高企,動力電池市場需求強勁的背景下,今年以來鋰電股成為資本市場持續追逐熱點,寧德時代年內累計漲幅超過40%。
部分鋰電池上游原材料價格較年初漲幅已超200%

部分鋰電池上游原材料價格較年初漲幅已超200%

今年以來,新能源汽車和鋰電池市場持續火爆,鋰電池上游原材料價格快速攀升。其中,正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料,包括碳酸鋰、氫氧化鋰等。目前碳酸鋰、氫氧化鋰、電解液等都出現不同程度的上漲,有的原材料相比今年年初漲幅已經超過了200%。
寧德時代出海“奪食” 鋰原料爭奪升級

寧德時代出海“奪食” 鋰原料爭奪升級

此前,贛鋒鋰業宣布,擬收購Millennial。在Millennial爭奪戰的背后,是多家企業面臨的鋰原料儲量低、開采難度大導致的價格上漲難題。為應對上游鋰原料漲價帶來的壓力,各能源、動力電池企業加速“備料”。面對新能源汽車銷量持續增長,鋰原料爭奪越發激烈,尋找替代品被各企業提上日程,誰能率先打破”鋰”格局成為關注的焦點。
VARTA正式推出最新一代極致迷你CoinPower? C1扣式鋰電池

VARTA正式推出最新一代極致迷你CoinPower? C1扣式鋰電池

2021年9月28日,擁有超過130年歷史的全球領先電池專家VARTA出席在中國深圳舉辦的2021(秋季)亞洲藍牙耳機展,并正式推出最新一代極致迷你CoinPower? C1扣式鋰電池。展會期間,VARTA中國區銷售經理王偉剛先生發表主題演講,著重介紹了VARTA的前沿技術和快充能力。

推薦閱讀

熱文

Copyright © 能源界
主站蜘蛛池模板: 成人区人妻精品一区二区不卡 | 人妻少妇精品中文字幕av蜜桃| 狠狠色综合网站久久久久久久高清| 丁香色欲久久久久久综合网 | 久久精品人妻一区二区三区| 人妻夜夜爽天天爽三区| 国产综合精品一区二区三区| 亚洲精品欧美综合四区| 国产内射合集颜射| 欧美一区二区三区视频在线观看 | 亚洲avav天堂av在线网爱情| 成年女人永久免费看片| 玩弄japan白嫩少妇hd小说| 爆乳2把你榨干哦| 国产一区二区三区不卡在线观看| 欧美交换配乱吟粗大25p| 欧美牲交a欧美牲交aⅴ久久| 国产精品无码一区二区三区| 国产成人无码aa精品一区| 亚洲国产精品无码久久| 欧美日韩在线亚洲综合国产人| 精品久久久无码人妻字幂| 欧美牲交a欧美牲交aⅴ| 亚洲av人人澡人人爽人人夜夜 | 亚洲av成人片无码网站| 特黄特色的大片观看免费视频| 亚洲精品字幕在线观看| 中文字幕人妻偷伦在线视频| 中文字幕+乱码+中文乱码www| 亚洲av无码国产精品永久一区 | 国产人久久人人人人爽| 内射一区二区精品视频在线观看| 精品久久久久久久中文字幕| 色偷偷亚洲第一综合网| 高潮迭起av乳颜射后入| 国产欧美日韩va另类在线播放 | 久久亚洲色www成人欧美| 欧美疯狂做受xxxxx高潮| 国产精品网站在线观看免费传媒| 乱精品一区字幕二区| 粗大猛烈进出高潮视频|