Nouveau Matériel: Le Nouvel Équipement De Stockage D'Énergie En Fibre Flexible Peut Être Porté Sur Le Corps

La batterie en fibre flexible est une batterie très intéressante que l'équipe de Peng huisheng de l'Université de Fudan a proposée pour la première fois en 2013 et a été la première au monde à réaliser une batterie lithium - ion en fibre.Cette batterie est une fibre flexible unidimensionnelle qui peut être tissée en divers textiles flexibles.Les fibres sont courantes dans la vie quotidienne (comme les vêtements que nous portons et les tapis sur lesquels nous marchons sont tissés à partir de fibres), imaginez que si la capacité de stockage d'énergie était intégrée dans les fibres, puis tissée dans des textiles utilisables, cela changerait radicalement notre vie, et à ce moment - là, les batteries pourraient être portées comme des vêtements, alimentant d'innombrables appareils électroniques, à condition de porter ce type de vêtements,Une banque de charge mobile se forme.

Peng huisheng, qui a été le premier à réaliser une batterie lithium - ion à base de fibre, selon des sources publiques, est un lauréat du Fonds national pour la jeunesse exceptionnelle, un expert de la jeunesse avec une contribution nationale exceptionnelle, un scientifique en chef du Programme national de recherche et développement clé, a rejoint le Département américain de l'énergie Los Alamos National Laboratory en octobre 2006 pour commencer à travailler de manière indépendante dans la recherche,De retour à l'Université de Fudan en octobre 2008, il est actuellement professeur, Directeur de thèse au Département des sciences macromoléculaires et au laboratoire des matériaux avancés.

En septembre 2021, son équipe a publié un article dans la revue scientifique de premier plan nature avec une nouvelle batterie lithium - ion fibre - polymère qui allie haute sécurité et haute performance.Cependant, comment préparer rapidement et à l'échelle des batteries de stockage d'énergie en polymère fibreux est un goulot d'étranglement auquel le secteur des fibres intelligentes est confronté depuis longtemps.Mais l'équipe de Peng huisheng sensei est une équipe prête à "mâcher les os durs" en raison de la structure complètement différente du dispositif, la préparation des électrodes et la méthode de construction du dispositif face aux batteries lithium - ion en bloc sont difficiles à appliquer aux batteries au lithium fibreux, la recherche internationale sur la préparation continue des batteries au lithium fibreux est presque vide.Cependant, après des recherches persévérantes, l'équipe a trouvé une nouvelle voie de production à l'échelle pour les batteries à fibres.

L'année dernière, les résultats de recherche ont été publiés en ligne dans Nature Nanotechnology sous le titre Industrial Scale Production of fibre Batteries by a Solution - extrusion method.Auparavant, la préparation des cellules à fibres était principalement basée sur la méthode de préparation des cellules planes, par un processus de revêtement couche par couche, les cellules à fibres produites ne fonctionnaient pas bien et l'efficacité de production était insuffisante pour répondre aux exigences de l'application pratique.La plus grande difficulté réside dans la façon de maintenir la stabilité interfaciale entre les différents composants fonctionnels de la batterie et d'obtenir une activité électrochimique dans une structure fibreuse aussi fine et souple.

Et dans ce travail, l'équipe a réussi à fusionner la préparation de batteries de stockage d'énergie en polymère fibreux et les méthodes classiques de filage humide, à travers la méthode humide de polymère "filage" à grande échelle, la méthode en une étape de la cellule fibreuse préparée est plus fine, plus souple et plus proche des fibres chimiques à haute molécule utilisées quotidiennement dans le textile, ce qui a permis la construction rapide et continue d'une série de cellules fibreuses de niveau kilométrique.Et les résultats expérimentaux ultérieurs montrent également que même avec une préparation en continu à des cadences de production élevées, les différents composants fonctionnels internes de la cellule fibreuse résultante présentent une bonne stabilité interfaciale et donc de bonnes propriétés électrochimiques.

Cette nouvelle méthode de préparation a une productivité de plus de 250 m / h, qui n'était auparavant que de 60 M / H.Enfin, l’équipe a tissé la batterie en fibre obtenue dans une tente de 10 mètres carrés, testée pour une densité énergétique de 550 MWh / m.

La batterie au lithium de fibre a été développée sur la base des produits précédents de fibre lumineuse afin de permettre aux fibres textiles d'avoir une fonction de stockage d'énergie.Par rapport aux batteries traditionnelles, cette nouvelle classe de matériaux de système de batterie vient d'apparaître ces dernières années, et les aspects de l'expansion volumétrique, de la stabilité structurelle, de la capacité de la batterie, des performances cycliques, etc. dans le processus de charge et de décharge nécessitent encore des recherches et des vérifications supplémentaires.

À l'heure actuelle, le Groupe de sujets de la recherche nationale sur les batteries en fibre est relativement faible, espérons qu'à l'avenir, plus d'universitaires peuvent se plonger dans ce domaine, que la batterie soit portée sur le corps "pour une réalisation rapide".