一件衣服就能为手机充电！《自然》发表复旦大学彭慧胜团队纤维锂离子电池研究成果

东方网记者范易成4月25日报道：一件柔软透气的衣服，一只时尚轻便的背包，不用内置额外的电池就能为手机等电子器件供电……昨天，国际学术期刊《自然》主刊发表了复旦大学彭慧胜团队纤维锂离子电池的最新研究成果，该研究成功走通了柔性纤维电池研发的“最后一公里”，有望为人机交互、健康检测、智能传感等领域提供有效的能源解决方案。

经过多年探索研究，团队在高性能纤维电池以及电池织物的研究中取得了新突破，通过设计具有孔道结构的纤维电极，实现电极与高分子凝胶电解质的有效复合，解决了高分子凝胶电解质与电极界面稳定性差的难题；发展出基于高分子凝胶电解质的纤维电池的连续化构建方法，实现了高安全性、高储能性能纤维电池的规模制备，建立了纤维电池织物的应用示范。

彭慧胜介绍研究成果

作为能源领域的一个全新研究方向，纤维锂离子电池在发展过程中面临着三个难题。彭慧胜告诉记者，三个难题分别是：是否可以通过设计纤维结构获得柔软的锂离子电池？是否能制备高能量密度的纤维锂离子电池？是否能实现高安全性纤维锂离子电池？

经过十多年探索研究，团队相继攻克了前两个难题。在安全性方面，使用高安全性的高分子凝胶电解质来代替此前电池中主要使用的易漏易燃的有机电解质是一个很好的方案，但必须解决高分子凝胶电解质与纤维电极界面不稳定的难题。

一个偶然的契机让彭慧胜注意到了爬山虎这种植物，它们能够紧密而稳定地缠绕在另一根植物藤蔓上，是因为分泌出一种具有良好浸润性的液体，该液体渗透到两者接触表面的孔道结构中，让两者粘在了一起。

同时设计取向孔道和网络孔道结构

受此启发，团队设计了具有多层次网络孔道和取向孔道的纤维电极，并设计单体溶液使之渗入到纤维电极的孔道结构中，单体发生聚合反应后生成高分子凝胶电解质，从而与纤维电极形成紧密稳定的界面，进而实现了高安全性与高储能性能的兼得。

如今，团队正在纤维电池的应用之路上进行探索。他们使用工业编织方法制备了大面积纤维电池织物。一块50 cm×30 cm大小的电池织物，容量可达到2975 毫安时，与常用手机电池相当，可满足多种设备的用电需求。在相关工业标准的要求下，电池织物在经受大电流充放电、过压充电和欠压放电、高温存储后没有发生泄漏、着火等安全事故，显示出良好的安全性和稳定性。未来有望应用于消防救灾、极地科考、航空航天等重要领域。

高效制备1400米纤维电池

在研究成果发布会现场，彭慧胜团队成员向记者展示了纤维电池的应用案例。一块用纤维电池制成的布料能直接连上手机，为手机充电。另一款手提包中使用了纤维电池，能点亮包内的LED灯。团队成员还现场演示了其安全性，在接上手机后，不断地切断纤维，也没有影响充电的进行。

研究成果发布会现场

从提出科学概念到实现工业化产品，彭慧胜团队致力于让科研成果走出实验室，在不懈努力下，纤维电池的初步应用正在实现。据悉，下一步，团队期待与产业界加强合作，进一步提升新型纤维锂离子电池性能，降低其成本，推动纤维电池的广泛应用。