如果看看最近推出的谷歌眼镜以及苹果iWatch智能手表即将推出的迹象，可穿戴电子产品可能会掀起下一个新技术浪潮。
为了解决此类产品的供电问题，中国上海复旦大学的研究人员首次制备了基于碳纳米管（CNT）的纤维状全锂离子电池，该电池可以灵活地编织成高性能柔性能源纺织品。
研究结果发表在最新一期的《纳米快报》上。
从头戴式显示器到生物医学监测，可穿戴电子产品可以提供许多先进的功能，并对电池提出很高的要求。
它们不仅尺寸小、重量轻，而且还必须具有运行设备的许多功能所需的强大能量。
因此，可穿戴电子产品最大的技术瓶颈就是电池。
据物理学家组织网络5月27日报道，新研究设计并制备了碳纳米管（CNT）复合纱线，可以将其紧密缠绕到棉纤维中，以制造高性能锂离子电池。
这些纤维直径约为1毫米，可以编织成柔性织物或布料，并与柔性可穿戴电子设备兼容。
参与这项研究的翁伟（音译）表示：“这种电源能够直接无缝地集成到可穿戴电子产品中是非常有必要的。
由于需要灵活地编织到衣服中，因此纤维状电源是非常有必要的。
”虽然这是第一次实现碳纳米管纤维状锂离子电池，但它表现出非常好的电化学性能，包括0.75 MWh/cm2的高能量密度，并且电池在使用后具有优异的性能。
多次使用循环后，容量保持率达到 87%。
“设计纤维状锂离子电池的最大挑战之一是众所周知的硅膨胀问题。
在充放电过程中，会发生化学反应，硅的体积会发生高达%的巨大变化。
为了适应这种情况，研究人员引入碳纳米管来制作复合CNT/硅纱阳极。
碳纳米管有效缓冲硅的体积变化并使其固化。
如果没有这种混合结构，硅的膨胀会导致其剥落，从而导致电池损坏。
对于用于制造阴极的材料，研究人员使用碳纳米管和锰酸锂，它们具有高稳定性、高工作电压和低成本的优点。
通过将碳纳米管纱线包裹在棉纤维中，将锂离子电池编织成柔性织物，这些纱线将阳极和阴极与凝胶电解质分开。
此前，研究人员曾尝试制造超级电容器纤维，但由于锂离子电池纤维制造难度较大，因此并未受到太多关注。
然而，锂离子电池具有一定的优势，例如更高的能量密度和更低的自放电损耗，使其成为一般可穿戴电子产品比超级电容器更好的选择。
研究人员解释说，在这方面，目前的工作是对先前研究的改进，但仍有进一步改进的空间。
研究人员表示：“2017年的报告提出，锂离子电池使用铜线作为骨架，并具有类似电缆的形状。
结果很棒，但由于电池直径较大，使用液体电解质，而且很重，也许不适合编织成能源纺织品，现在采用碳纳米管纤维作为其骨架，密度接近铜的1/9，并且使用凝胶电解质来确保安全。
复合纱线由碳纳米管纤维制成，直径为微米，其成分仅为电缆电池阳极活性材料的1/10，因此这种纤维状电池与服装中使用的聚合物纤维兼容。
实现高性能电池，”未来的研究表示。
工作人员计划在多个领域进一步改进这种纤维电池。
研究人员表示：“首先，提高容量和循环寿命等性能；其次，规模化生产；第三，其他功能将被纳入其中，例如拉伸、变色和自供电。