复旦彭慧胜/陈培宁Nature：可弯曲10万次的高性能纤维锂离子电池

纤维锂离子电池（FLIB）作为柔性电源解决方案很有吸引力，因为它们可以编织成纺织品，为未来的可穿戴电子设备提供了方便的供电方式。然而，它们很难生产出长度超过几厘米的纤维，并且较长的纤维被认为具有更高的内阻，从而影响电化学性能。

复旦大学彭慧胜、陈培宁等人发现，纤维的内阻与纤维长度呈双曲余切函数关系，随着长度的增加，内阻先减小后趋于稳定。系统的研究证实，这种意想不到的结果可适用于不同的纤维电池。

图1 测量和预测的FLIB内阻随着纤维长度的增加而降低

通过优化可扩展的制备工艺，这项工作能够生产长达数米的高性能纤维锂离子电池。根据锂钴氧化物/石墨全电池（包括包装）的总重量，这种批量生产的纤维电池的能量密度为85.69 Wh/kg（典型值小于8 Wh/kg）。其容量保持率在500次充放电循环后达到90.5%，而且在1C倍率下可达到0.1C倍率容量的93%，与商业电池（如软包电池）相当。

图2 长FLIB的连续制造和结构表征

此外，纤维弯曲100000次后，可保持80%以上的容量。进一步作者展示了，由工业剑杆织机编织成安全可洗纺织品的纤维锂离子电池可以无线给手机充电，或为集成了纤维传感器和纺织品显示器的健康管理夹克供电。

图3 FLIB纺织品的应用

Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries. Nature 2021. DOI: 10.1038/s41586-021-03772-0

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复旦彭慧胜/陈培宁Nature：可弯曲10万次的高性能纤维锂离子电池

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