纤维电池是一种创新的电池技术,它在2022年11月被选为年度
化学领域十大新兴技术之一。这项技术由
复旦大学彭慧胜团队研发,他们发明了一种聚合物纤维
锂离子电池,这种电池不仅具有传统锂离子电池的储能功能,而且具有极高的柔韧性,能够编织成衣物、毛巾甚至被单,为可穿戴设备提供能量供给的新方案。
彭慧胜团队自2008年起专注于柔性电池系统的研究,并在2013年提出了纤维锂离子电池的概念。这种电池的直径从几十微米到数百微米不等,可以编织成柔软透气的智能储能织物。团队在研究过程中解决了纤维电池内阻与长度的关系规律,实现了高性能纤维锂离子电池的连续化构建,其能量密度达到每千克85.69瓦时,且具有良好的循环稳定性。2021年9月1日,相关成果登上国际学术期刊《
自然》杂志,审稿人评价这是“储能领域和可穿戴技术领域的里程碑研究”。
纤维锂离子电池,由
复旦大学彭慧胜团队研发,是一项突破性的能源存储技术,旨在解决可穿戴设备面临的电能供给难题。自2008年起,该团队便致力于开发新型柔性电池系统,并于2013年成功创新出纤维
锂离子电池。与传统刚性电池相比,这种电池具有极高的柔韧性,直径仅几十到数百微米,可编织成柔软透气的智能储能织物。团队通过深入研究,揭示了纤维电池内阻与长度之间的科学规律,成功提升了电池的能量密度至每千克85.69瓦时,并确保了电池在500次循环使用后容量保持率高达90.5%。此外,纤维锂电池展现了卓越的安全性和稳定性,在极端条件下如折叠、刀扎、碾压均不会发生燃烧或爆炸。团队还成功将纤维电池与无线充电模块集成,实现了为智能手机等设备的便捷充电。尽管纤维锂电池的连续化构建存在技术挑战,团队已通过创新的聚合物复合活性层设计和性能调控,以及自主设计的标准化装置,突破了这些难题。2021年以来,
彭慧胜团队正寻求与产业界的合作,以推动纤维电池技术的进一步发展和广泛应用,预期将在电子织物、可穿戴设备、新能源等多个领域引发技术革新。
在2022年8月16日,德国跨界创新基金会(Falling Walls Foundation)宣布了年度
科学突破奖的获奖名单,
复旦大学高分子科学系的彭慧胜教授荣获工程技术类别(Engineering and Technology)的奖项。此项荣誉是为了表彰彭教授在纤维聚合物
锂离子电池领域的革命性贡献,特别是在推动柔性纤维电池技术发展方面取得的突破。评奖委员会认为彭教授的工作“推倒了制约柔性纤维电池的围墙”,即打破了柔性电池发展的技术障碍。