一件柔軟透氣的衣服，不僅可以儲存能量，還能便捷地為手機、手表等隨身電子設備供電。這一曾存在于科幻作品中的場景，已經(jīng)變成了現(xiàn)實。

近日，復旦大學科研團隊在高性能纖維電池及電池織物研究上取得新突破：通過設計具有孔道結構的纖維電極，實現(xiàn)電極與高分子凝膠電解質的有效復合，團隊不僅解決了高分子凝膠電解質與電極界面穩(wěn)定性差的難題，還發(fā)展出纖維電池連續(xù)化構建方法，實現(xiàn)了高安全性、高儲能性能纖維電池的規(guī)模制備。相關研究成果發(fā)表于《自然》主刊。

經(jīng)過多年探索，復旦大學團隊相繼攻克“設計纖維結構獲得柔軟的鋰離子電池”“制備高能量密度的纖維鋰離子電池”兩大難題；“實現(xiàn)高安全性纖維鋰離子電池”則是該課題的“最后一公里”�？蒲袌F隊負責人、中國科學院院士彭慧勝表示，由于纖維電池織物和人體緊密貼合，必須以高安全性的高分子凝膠電解質取代易漏易燃的有機電解質，而基于高分子凝膠電解質的纖維電池要想提升儲能性能，必須解決高分子凝膠電解質與纖維電極界面不穩(wěn)定這一難題。

團隊最終從爬山虎與植物藤蔓緊緊纏繞這一自然現(xiàn)象中受到啟發(fā)，研究其奧秘后，設計了具有多層次網(wǎng)絡孔道和取向孔道的纖維電極，并研發(fā)單體溶液使之滲入到纖維電極的孔道結構中，單體發(fā)生聚合反應后生成高分子凝膠電解質，與纖維電極形成緊密穩(wěn)定界面，進而實現(xiàn)了高安全性與高儲能性能的兼得。

在此基礎上，團隊發(fā)展出基于高分子凝膠電解質纖維電池的連續(xù)化制備方法，實現(xiàn)了數(shù)千米長度纖維鋰離子電池的制備，其能量密度達到128瓦時/公斤，可有效為無人機等大功率用電器供電，同時具有優(yōu)異的耐變形能力。

彭慧勝表示，通過自主設計關鍵設備，團隊建立了以活性漿料涂覆、高分子隔離膜包覆、纖維螺旋纏繞、凝膠電解質復合以及高分子熔融封裝為核心步驟的纖維電池中試生產(chǎn)線，實現(xiàn)每小時300瓦時的產(chǎn)能，相當于每小時生產(chǎn)的電池可同時為20部手機充電。這為纖維電池的大規(guī)模應用提供了有力支持。

目前，團隊已使用工業(yè)編織方法制備了大面積纖維電池織物。在相關工業(yè)標準下，電池織物在經(jīng)受大電流充放電、過壓充電和欠壓放電、高溫存儲后沒有發(fā)生泄漏、著火等事故，顯示出良好的安全性和穩(wěn)定性；電池織物在高低溫、真空環(huán)境中及外力破壞下仍可以安全穩(wěn)定地為用電器供電。

“這一纖維電池可應用于消防救災、極地科考、航空航天等重要領域，更多應用場景有待各方共同開拓�！迸砘蹌僬f。