本文经AI新媒体量子比特（公众号ID：QbitAI）授权转载，转载请联系出处。今天，一件来自中国的连衣裙登上了Nature。没看出有什么特别的吗？不要眨眼，下一秒就会发生神奇的事情（当心那部手机）。没错，这件衣服是免电话的！金属丝！收费！电！不是说充电宝是缝在衣服里面的，而是这件可以正常折叠洗涤的衣服，本身就是一块电池！这项最新研究来自复旦大学彭惠生教授团队，也是该团队半年内第二次在Nature发表。在之前的Nature文章中，他们将衣服做成了显示器，可以打字和聊天、导航和显示人体健康信息。这次我的好家伙，我只是合二为一，解决了供电问题。是不是有点像科幻大片？△《时间规划局》说真的，这项研究也得到了Nature审稿人的高度评价：（这项工作是）储能和可穿戴技术领域里程碑式的研究。这是柔性电子领域的一个里程碑。你的下一个移动电源可能是衣服那么，这件衣服的秘密是什么？关键词是纤维锂离子电池（FLIB）。△不要小看这样的“线”。在以往的研究中，这条“线”的长度通常只有几厘米，很难为手机、电脑等大型电子设备供电。此次，彭会生团队基于理论验证，成功制备出数米长的高性能长纤维锂离子电池：长度为1米时，其能量密度达到85.69Wh/kg，可用于心率监测监视器和血氧。智能手机等商用可穿戴设备可以提供2天以上的电量。将它与普通纺织品编织在一起，可以为手机和平板电脑充电。折叠和洗涤没有影响。安全也有保障。在受到外力损坏的情况下，普通电池很容易燃烧和爆炸。但实验表明，织物电池即使在被汽车碾过、被刀子戳破的情况下，仍能保持稳定。研究小组还监测了电池放电时衣服温度的变化。结果显示，放电40分钟内，温度没有明显波动。此外，经过500次充放电循环后，服装电池的容量保持率为90.5%，库仑效率为99.8%。在曲率半径为1cm的情况下，弯曲10万次后，其容量保持率仍大于80%。每米的成本低于3美分。前面提到过，长度超过几厘米的纤维锂离子电池，在工业水平上是很难生产出来的。一个重要的原因是，较长的纤维被认为具有较高的内阻，这对电池的电化学性能有显着影响。那么复旦彭慧生团队是如何实现突破的呢？有两个方面。首先，他们发现纤维内阻与长度呈现双曲余切函数关系。也就是说，光纤的内阻随着长度的增加先减小，然后趋于平坦。那么两人的关系是如何被发现的呢？手工锂电池。电池正极为铝线，包覆层为钴酸锂LCO，典型的锂电池正极活性物质；负极为石墨包铜线，并用市售隔膜包裹，防止短路。将正负极缠绕在一起制成不同长度（0.1m、0.2m、0.5m和1m）的纤维锂电池，并测量了它们的电化学性能。最后，系统研究表明，这种关系对于不同的纤维电池具有普遍性和有效性。理论基础可行，接下来就是第二阶段——产业化准备，生产长达数米的高性能纤维电池。最大的难点在于如何将浆料均匀地涂在正负极上。目前大部分商用电池不存在此类问题，在平面基板上的镀层更均匀，厚度更容易控制。然而，这对于柔性、弯曲的纤维表面来说是困难的。这是因为在包覆加载过程中，曲面结构导致活性物质承受较大的表面张力，导致活性物质包覆不均匀，影响整个电池的性能和稳定性。论文第一作者何继清在接受澎湃新闻采访时表示，这会导致曲面上出现不均匀的串珠结构。相反，该团队找到了电极表面变得光滑的最佳粘合剂含量。那么它是如何准备的呢？钴酸锂LCO（红色）和石墨（蓝色）浆料分别涂在铝和铜集电器上。今年3月，他们搭建的服装展示出现在了Nature上。然后，通过挤压将其包装在管中。该包装管由聚丙烯管制成，外包铝塑带。透湿率低，不易受外界环境影响。这么高的技术含量，那价格呢？论文介绍：每米成本略低于0.05美元（约合0.3元人民币），对于消费品来说是经济的。半年两次在Nature上发表文章的彭惠生团队，最后简单介绍一下背后的团队——复旦大学高分子科学系彭惠生团队，从事柔性电子材料研究十余年。今年上半年，他们两次获得国际顶级杂志的认可。今年3月，他们搭建的服装展示出现在了Nature上。会聊天会导航，不怕水洗弯腰。最长的纺织面料可达6米，其中包含50万个发光单元，最小间距可达0.8毫米，可满足高分辨率显示的要求。现在，他们带着可充电的衣服回到了大自然。合著者是他的两个博士生何继清和高分子科学系的陆辰浩。彭会生2008年刚回到丹，那时他就已经想到“把锂离子电池做成纤维会很有趣”。2013年，彭惠生团队实现了全球首个纤维锂离子电池，此后不断扩大。现在离规模化生产又近了一步，甚至具有更明确的实用价值。彭惠生表示：从目前纤维锂离子电池的性能和工程化水平来看，有望在3-5年内实现规模化生产和应用。如果资源相对集中，高效利用，或许2-3年就可以实现。也许用不了多久，你的下一个充电宝就是一件衣服。（手动狗头）论文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03772-0
