把電池穿身上

林寬雨

隨著科技的發(fā)展，很多物品都有了多種用途。比如，眼鏡不僅能改善視力，還能把你帶入虛擬世界;汽車不僅是交通工具，還能成為你的溫馨之家;手套不僅能保暖，還能當(dāng)手電筒用。最近，科學(xué)家又研制出了一種兼職充電器的高科技衣服。

高科技衣服為手機(jī)排憂

如今，手機(jī)已經(jīng)成為人們不可或缺的電子產(chǎn)品。雖然受人們歡迎是好事，可手機(jī)也有自己的煩惱，那就是被長(zhǎng)時(shí)間使用后，自身的電量會(huì)吃不消。如果沒(méi)有充電器或充電寶出手相助，有時(shí)候也會(huì)無(wú)奈地自動(dòng)關(guān)機(jī)。除了手機(jī)，還有不少高科技的電子產(chǎn)品也飽受這個(gè)困擾。

最近，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系彭慧勝團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)發(fā)明，有望讓這些電子產(chǎn)品擺脫這個(gè)煩惱。該研發(fā)團(tuán)隊(duì)將鋰離子電池做成了柔軟的纖維，并用這種纖維鋰離子電池成功研制出一種高科技衣服。只要穿著這種衣服出門，一些小的電子產(chǎn)品隨時(shí)都能從衣服這里通過(guò)無(wú)線充電的方式補(bǔ)充電量，再也不用為電量不足而發(fā)愁了。

困難重重的誕生史

為了研制出這種柔性的纖維鋰離子電池，彭慧勝的團(tuán)隊(duì)付出了很多努力。其實(shí)，早在10多年前，彭慧勝團(tuán)隊(duì)就有了把鋰離子電池做成纖維的想法，但在研制的過(guò)程中遇到了兩大挑戰(zhàn)：第一，他們對(duì)將要研制的纖維鋰離子電池的性能不是很了解，比如隨著纖維長(zhǎng)度的增加，電池的電流會(huì)怎么變化;第二，研制纖維鋰離子電池的經(jīng)驗(yàn)不足，那些研制塊狀鋰離子電池的方法都很難用在纖維鋰離子電池的研制上，國(guó)際上在纖維鋰離子電池研制領(lǐng)域也幾乎是空白的。雖然挑戰(zhàn)很多，但經(jīng)過(guò)不懈努力和大量實(shí)驗(yàn)，彭慧勝團(tuán)隊(duì)最終還是讓高性能纖維鋰離子電池的誕生成為可能。

在取得了重大進(jìn)展后，又有一個(gè)新難題出現(xiàn)在研究團(tuán)隊(duì)面前——如何給電池加上正負(fù)極。目前，大部分商用電池加正負(fù)極的方法是在電池表面均勻地涂上正負(fù)極漿料，這個(gè)方法在普通的塊狀鋰離子電池身上很容易實(shí)現(xiàn)，但換成纖維鋰離子電池就沒(méi)那么容易了。纖維表面不僅是曲面，還很柔軟，很難均勻地涂抹漿料。雖然很難，但是研究團(tuán)隊(duì)最終還是借助高科技手段很好地完成了這項(xiàng)工作，漿料不僅被涂抹得很均勻，還很牢固，在經(jīng)歷上萬(wàn)次彎曲后也不會(huì)出現(xiàn)明顯的脫落現(xiàn)象。

高科技衣服優(yōu)點(diǎn)多多

在克服了一個(gè)個(gè)困難后，科技含量滿滿的纖維鋰離子電池終于誕生了，并按照人們的期望跟衣服合為一體。這種合成后的高科技衣服相比于普通的鋰離子電池和充電設(shè)備，具備幾個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)：

你出門可能會(huì)忘帶充電寶，但不可能忘穿衣服，這種高科技衣服對(duì)記性差的人來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種福利。另外，相比于塊狀的、需要通過(guò)數(shù)據(jù)線完成充電的充電寶，用衣服進(jìn)行無(wú)線充電顯然更方便。

把電池穿在身上給手機(jī)充電，想想新聞中報(bào)道過(guò)的那些在充電過(guò)程中發(fā)生的安全事故，想必會(huì)有不少人會(huì)為這種高科技衣服的安全性擔(dān)憂。為此，研究團(tuán)隊(duì)也做了不少驗(yàn)證。結(jié)果顯示，這種高科技衣服在以各種方式折疊或被汽車碾壓后，也沒(méi)有發(fā)生燃燒或爆炸。用這種高科技衣服給手機(jī)無(wú)線充電，40分鐘過(guò)后也沒(méi)出現(xiàn)明顯的升溫現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，這種高科技衣服的安全性還是有保障的。

這種高科技衣服的抗破壞能力也很強(qiáng)。研究結(jié)果顯示，在彎折、動(dòng)態(tài)變形、高低溫、水洗等環(huán)境下，這種高科技衣服都能正常工作，甚至被刺穿后，仍能繼續(xù)為平板電腦充電，且刺穿區(qū)域周圍沒(méi)有出現(xiàn)升溫現(xiàn)象。

距離商用還有多遠(yuǎn)？

強(qiáng)大的綜合性能，讓纖維鋰離子電池?fù)碛袕V闊的應(yīng)用前景。據(jù)說(shuō)，1米長(zhǎng)的纖維鋰離子電池就能為智能手機(jī)、手環(huán)、心率監(jiān)測(cè)儀、血氧儀等電子設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的有效供電。另外，在和纖維傳感器、顯示織物配合后，還可以在人體運(yùn)動(dòng)時(shí)檢測(cè)汗水中的鈉離子和鈣離子濃度，為未來(lái)的智能醫(yī)療作出貢獻(xiàn)。

雖然纖維鋰離子電池很優(yōu)秀，但是傳統(tǒng)的鋰離子電池目前還沒(méi)有“下崗”危機(jī)。因?yàn)榫嚯x大規(guī)模商用，纖維鋰離子電池還有一些問(wèn)題需要解決。

首先是能量密度問(wèn)題?，F(xiàn)在的纖維鋰離子電池的能量密度相比于傳統(tǒng)的鋰離子電池還有差距，能量密度需要進(jìn)一步提升，有望在有限的空間內(nèi)存儲(chǔ)更多的電能。

其次是資金問(wèn)題。想要進(jìn)一步升級(jí)纖維鋰離子電池，研發(fā)經(jīng)費(fèi)自然是不可或缺的。只有充足的資金做支撐，纖維鋰離子電池才能不斷升級(jí)。

最后是應(yīng)用方向。目前，這種高科技纖維鋰離子電池的具體應(yīng)用方向還沒(méi)有確定，未來(lái)需要根據(jù)企業(yè)的具體要求進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。

未來(lái)，如果這種纖維鋰離子電池得到廣泛應(yīng)用，相信會(huì)給我們帶來(lái)更多驚喜，讓我們拭目以待吧！