穿在身上能为手机充电可以给手机充电的衣服

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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，这件衣服正在给手机无！线！充！电！
不是把充电宝缝进了衣服里，而是这件可以正常折叠、水洗的衣服，本身就是一块电池！
这项最新研究来自复旦大学彭慧胜教授团队，也是该团队半年内第二次在Nature发文。
上一篇Nature里，他们把衣服做成了显示器，能打字聊天、能导航，还能显示人体健康信息。
这一回，好家伙，直接一个双剑合璧，把电源供应问题也给解决了。
是不是有点科幻大片内味儿了？
△《时间规划局》
正经一说，这项研究也得到了Nature审稿人的高度评价：

（这项工作是）储能领域和可穿戴技术领域里程碑式的研究。
是柔性电子领域的一个里程碑。

你的下一个充电宝可能是衣服所以，这件衣服究竟有何玄机？
关键词是纤维锂离子电池（FLIB）。
△就是它
别小看这么一条“线”，在此前的研究中，这条“线”的长度通常只能达到几厘米，很难为手机、电脑这样较大的电子设备供电。
而这一次，彭慧胜团队成功基于理论验证，制备出了数米长的高性能长纤维锂离子电池：长度1米的情况下，其能量密度达到85.69Wh/kg，可为心率监测仪和血氧仪等商用可穿戴设备提供使用超过2天的电量。
将其同普通纺织物织到一起，手机平板都能充。
折叠、水洗都没啥影响。

安全性也有保证。遭受外力破坏的情况下，普通电池很容易发生燃烧、爆炸。但实验显示，织物电池在被车碾、被刀戳的情况下，依然能保持稳定。

研究团队还监测了电池放电时衣物温度的变化情况。结果显示，在放电的40分钟内，温度并没有发生明显波动。
此外，这一衣服电池在500次充放电循环之后，容量保持率能达到90.5%，库仑效率为99.8% 。在曲率半径为1厘米的情况下，弯折10万次之后，其容量保持率仍大于80% 。
每米成本低于3角前文也提到，此前，工业级别上很难生产长度超过几厘米的纤维锂离子电池。其中很重要的一个原因是，较长的纤维被认为会有较高的内阻，而电池的内阻对其电化学性能具有重要影响。
所以复旦彭慧胜团队具体是如何实现突破的？
有两个方面。
首先他们发现，纤维内阻与长度呈现的是双曲余切函数关系。
换句话说，就是纤维内阻先随着长度的增加而降低，之后趋于平缓。
那么这两者之间的关系究竟是如何发现的呢？
手工自制锂电池。
电池正极为铝线，涂层为钴酸锂LCO，典型锂电池正极活性材料；负极为有石墨涂层的铜线，并用商业隔离膜包裹以防止短路。
将正负极缠绕在一起，制备成不同长度的纤维锂电池（0.1米、0.2米、0.5 米和1米），并测量他们的电化学性能。
最终经过系统性研究表明，这一关系具有普遍性，对不同的纤维电池均有效。
理论基础可行，那就到了第二阶段——工业化制备，生产长达数米的高性能纤维电池。
最大的难点，是如何均匀地将浆液均匀涂在正负电极上。
目前大部分商业化电池就不存在这样的问题，在平面基材上涂抹更加均匀，厚度也容易控制。然而对于柔性、弯曲的纤维表面就很有难度。

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