復(fù)旦大學(xué)提出纖維電池規(guī)模化生產(chǎn)路線

2022年2月15日，復(fù)旦大學(xué)教授彭慧勝、王兵杰團(tuán)隊將纖維聚合物儲能電池的制備和經(jīng)典濕法紡絲融合，在國際上率先提出纖維電池的規(guī)?；a(chǎn)路線，實現(xiàn)了一系列千米級纖維電池的快速連續(xù)構(gòu)建。

此前人們借鑒平面電池的涂覆方法制備纖維電池，其工藝復(fù)雜且效率偏低，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的需要。彭慧勝研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出一體化連續(xù)構(gòu)建纖維電池的新設(shè)想，將聚合物儲能電池中的各功能組分制備為紡絲漿料，然后通過將多種活性物質(zhì)漿料共同擠出成型，實現(xiàn)纖維聚合物儲能電池的連續(xù)制備。

濕法紡絲路線的難點(diǎn)是在極其精細(xì)、柔軟的纖維結(jié)構(gòu)中，如何保持電池各功能組分間的界面穩(wěn)定性并實現(xiàn)電化學(xué)活性。為此，研究團(tuán)隊對電池活性材料配制及漿料流體性質(zhì)進(jìn)行了大量的篩選實驗，并基于預(yù)實驗數(shù)據(jù)庫，對核心部件噴絲板內(nèi)部腔道進(jìn)行了重新設(shè)計。結(jié)果表明，即使在高生產(chǎn)速率下連續(xù)制備，所得到的纖維電池內(nèi)部各功能組分也具有良好的界面穩(wěn)定性，從而表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。

在此基礎(chǔ)上，研究人員揭示了纖維電池一體化成型過程中聚合物基體與其他功能組分間的相互作用機(jī)制，建立了不同功能組分結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián)規(guī)律，并最終實現(xiàn)了一系列千米級纖維電池的規(guī)?；a(chǎn)。

通過聚合物濕法紡絲大規(guī)模、一步法制備的纖維電池更細(xì)、更柔，也更接近日常用于紡織的高分子化學(xué)纖維。通過該方法制備的纖維聚合物儲能電池進(jìn)行梭織，可以得到輕薄、透氣、大面積的電池織物，為纖維聚合物儲能電池的規(guī)模化應(yīng)用提供了可能。

(通訊員 錢伯章)