集流體是為電池中電極材料提供電子傳輸和機(jī)械支持不可缺少的部件。目前，由銅和鋁制成的薄金屬箔被用作鋰電池的集流體，但它們對存儲容量沒有貢獻(xiàn)。因此，減少集流體的重量可以直接提高電池的能量密度。然而，受限于機(jī)械強(qiáng)度的要求，很難再進(jìn)一步減輕金屬箔的重量。

圖1. 金屬玻璃纖維織物（MGF）的制備過程

香港理工大學(xué)鄭子劍等報道了一種金屬玻璃纖維織物（MGFs），作為一種新型的超輕、堅固、柔韌、電化學(xué)和熱穩(wěn)定以及防火的集流體。玻璃纖維已被普遍用作一種成本效益高、重量輕、強(qiáng)度高、柔韌和穩(wěn)定的絕緣材料。

基于此，作者利用玻璃纖維的這些屬性，在纖維表面保形地涂上一層薄薄的金屬，使基底具有高導(dǎo)電性。雖然這些MGF的典型重量為2.9~3.2 mg cm^-2，分別比常用的銅箔和鋁箔輕61%和24%，但它們擁有很高的抗拉強(qiáng)度和10萬次彎曲測試的柔性。

圖2. Gr/CuGF負(fù)極的電化學(xué)性能

進(jìn)一步，作者證明MGFs與多種正負(fù)極材料，包括鈷鎳錳鋰（NCM）、磷酸鐵鋰（LFP）、鈷鋰氧化物（LCO）、石墨（Gr）以及鋰金屬，在電化學(xué)上是兼容的，因此可以組裝不同種類的鋰離子電池和鋰金屬電池。只需用MGFs取代金屬箔，鋰電池的重量能量密度就會提高9～18%，而循環(huán)穩(wěn)定性卻沒有明顯下降。

此外，MGFs適用于柔性電池的制造。這項(xiàng)工作展示了一種高能量密度的柔性鋰電池，其具有出色的柔性電池優(yōu)點(diǎn)（fbFOM）和彎曲穩(wěn)定性。

圖3. 由MGF制成的柔性電極和LMB的性能

Metallic Glass Fiber Fabrics: A New Type of Flexible, Super-Lightweight, and Three-Dimensional Current Collectors for Lithium Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202211748