2021年3月11日，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系教授彭慧勝領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，成功將顯示器件的制備與織物編織過程實(shí)現(xiàn)融合，在高分子復(fù)合纖維交織點(diǎn)集成多功能微型發(fā)光器件，揭示了纖維電極之間電場分布的獨(dú)特規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了大面積柔性顯示織物和智能集成系統(tǒng)。相關(guān)研究成果以《大面積顯示織物及其功能集成系統(tǒng)》（“Large-area display textiles integrated with functional systems”）為題在線發(fā)表于《自然》（Nature）主刊，審稿人評(píng)價(jià)其“創(chuàng)造了重要而有價(jià)值的新知識(shí)”。彭慧勝、陳培寧為該論文通訊作者，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系博士研究生施翔、碩士研究生左勇以及工程與應(yīng)用技術(shù)研究院博士研究生翟鵬為第一作者。2021年9月1日，復(fù)旦大學(xué)彭慧勝團(tuán)隊(duì)在高分子纖維器件領(lǐng)域取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了纖維鋰離子電池內(nèi)阻與長度之間的雙曲余切函數(shù)關(guān)系，有效解決了活性材料和纖維電極界面穩(wěn)定性難題，連續(xù)構(gòu)建出兼具高安全性、高性能的新型纖維聚合物鋰離子電池。相關(guān)研究成果以“Scalable production of high-performing woven lithium-ion fibre batteries”為題，于2021年9月1日發(fā)表在Nature上，審稿人評(píng)價(jià)這個(gè)工作是“儲(chǔ)能領(lǐng)域和可穿戴技術(shù)領(lǐng)域的里程碑研究”（“l(fā)andmark research not only in energy storage but also in wearable technology”）和“柔性電子領(lǐng)域的一個(gè)里程碑”（“a milestone towards the prevalence of flexible electronics”）。高分子科學(xué)系博士生何紀(jì)卿和路晨昊為共同第一作者。作為現(xiàn)代電子設(shè)備的“心臟”，以鋰離子電池為代表的儲(chǔ)能器件是現(xiàn)代電子工業(yè)和人們生活不可或缺的組成部分。近年來，智能電子織物可實(shí)現(xiàn)器件功能、紡織方法、織物形態(tài)的有機(jī)融合，兼具智能、柔軟、適應(yīng)復(fù)雜形變、透氣導(dǎo)濕等優(yōu)點(diǎn)，是未來可穿戴等領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。彭慧勝團(tuán)隊(duì)從2008年開始研究新型柔性電池系統(tǒng)，在2013年提出并實(shí)現(xiàn)了新型纖維鋰離子電池，為滿足智能電子織物等可穿戴設(shè)備的能源供給需求提供了新的有效路徑，有望推動(dòng)傳統(tǒng)紡織制造和物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興領(lǐng)域的快速融合發(fā)展。經(jīng)過最近幾年國際學(xué)術(shù)界的共同努力，纖維鋰離子電池取得了系列積極進(jìn)展，但仍然面臨一些重大難題，限制了它的實(shí)際應(yīng)用。一方面，過去人們通常認(rèn)為纖維鋰離子電池越長其內(nèi)阻就越大，很難實(shí)現(xiàn)較長的纖維鋰離子電池；另一方面，面向塊狀鋰離子電池的成熟生產(chǎn)體系很難適用于纖維鋰離子電池，國際上纖維鋰電池的連續(xù)化制備研究幾乎是空白。迄今為止報(bào)道的纖維鋰離子電池長度往往在厘米尺度，基于整體質(zhì)量的能量密度也比較低（如<1 Wh/kg）。彭慧勝團(tuán)隊(duì)在研究纖維鋰離子電池連續(xù)化制備的過程中意外發(fā)現(xiàn)，纖維鋰離子電池內(nèi)阻隨長度增加而降低，進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)纖維鋰離子電池的內(nèi)阻與長度呈雙曲余切函數(shù)關(guān)系，即隨著長度的增加內(nèi)阻先降低后逐步趨于穩(wěn)定。使用導(dǎo)電率較高的纖維集流體，有利于降低纖維鋰離子電池的內(nèi)阻。上述關(guān)系規(guī)律得到了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為纖維鋰離子電池的連續(xù)構(gòu)建奠定了理論基礎(chǔ)。
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