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纖維鋰離子電池（FLIB）作為柔性電源解決方案很有吸引力，因為它們可以編織成紡織品，為未來的可穿戴電子設備提供了方便的供電方式。然而，它們很難生產(chǎn)出長度超過幾厘米的纖維，并且較長的纖維被認為具有更高的內(nèi)阻，從而影響電化學性能。

復旦大學彭慧勝、陳培寧等人發(fā)現(xiàn)，纖維的內(nèi)阻與纖維長度呈雙曲余切函數(shù)關系，隨著長度的增加，內(nèi)阻先減小后趨于穩(wěn)定。系統(tǒng)的研究證實，這種意想不到的結果可適用于不同的纖維電池。

圖1 測量和預測的FLIB內(nèi)阻隨著纖維長度的增加而降低

通過優(yōu)化可擴展的制備工藝，這項工作能夠生產(chǎn)長達數(shù)米的高性能纖維鋰離子電池。根據(jù)鋰鈷氧化物/石墨全電池（包括包裝）的總重量，這種批量生產(chǎn)的纖維電池的能量密度為85.69 Wh/kg（典型值小于8 Wh/kg）。其容量保持率在500次充放電循環(huán)后達到90.5%，而且在1C倍率下可達到0.1C倍率容量的93%，與商業(yè)電池（如軟包電池）相當。

圖2 長FLIB的連續(xù)制造和結構表征

此外，纖維彎曲100000次后，可保持80%以上的容量。進一步作者展示了，由工業(yè)劍桿織機編織成安全可洗紡織品的纖維鋰離子電池可以無線給手機充電，或為集成了纖維傳感器和紡織品顯示器的健康管理夾克供電。

圖3 FLIB紡織品的應用

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

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復旦彭慧勝/陳培寧Nature：可彎曲10萬次的高性能纖維鋰離子電池

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