世界短讯！高度灵活的高能纺织锂电池 以应对可穿戴电子产品的激增需求

‬理大的新型轻质纺织锂电池具有超过450 Wh / L的高能量密度和出色的柔韧性 - 弯曲半径小于1mm，可折叠性超过1,000次循环，边际容量降低。相比之下，现有的可弯曲锂电池只能达到约25mm的弯曲半径，并且具有低于200Wh / L的低得多的性能。纺织锂电池厚度小于0.5毫米，具有快速充电/放电能力，与传统锂电池相比具有较长的循环寿命。

理大纺织服装学会(ITC)研究团队在今年4月举行的第47届日内瓦国际发明展览会上取得了三项大奖，即金奖和两项特别优异奖。

ITC研究团队负责人郑子健教授表示，“可穿戴技术已被评为智能手机之后的下一个全球大市场机会。可穿戴设备的全球市场收入预计将实现跨越式发展，每年超过20%，到2024年将达到1000亿美元。由于所有可穿戴电子设备都需要可穿戴能源，我们制造纺织锂电池的新技术为医疗保健，信息娱乐，体育，航空，时尚等众多下一代应用提供了有前景的解决方案。 ，IoT到任何传感或跟踪用途，甚至可能超出我们今天的想象。“

(资料图片)

锂电池由于其相对高的能量密度和长的循环寿命，目前是市场上主要的可充电电池。由于传统的大型重锂电池难以在可穿戴设备中使用，在过去十年中，科学家们一直致力于开发可弯曲锂电池，通常使用金属箔作为集电器。然而，只有在PolyU的纺织锂电池出现之前，才能解决能量密度，灵活性，机械强度和循环稳定性方面的瓶颈问题。

采用PolyU专利的聚合物辅助金属沉积(PAMD)新技术，高导电金属，铜(Cu)和镍(Ni)均匀，保形地沉积在预处理织物上。这种制造的金属织物具有低薄层电阻和大表面积，用作电池中的集电器。添加活性材料作为阴极和阳极后，金属织物与隔膜和电解质一起组装到纺织锂电池中。

ITC团队进行的实验室测试证明了纺织锂电池在变形时具有极高的机械稳定性，耐用性和安全性。当电池反复折叠成两半，以不同角度扭曲或自由揉皱时，其电压窗口保持不变。弯曲测试表明，电池可以弯曲超过1,000次，边缘容量降低。通过连续锤击，用剪刀修剪和用钉子穿透进行的安全测试证明，电池可以稳定地为电子元件提供功率输出而没有着火或爆裂的风险。

[1]薄层电阻是导电材料的重要特性，可以量化材料的电荷传输能力。薄层电阻越低，运输越快。

[2]通常，负载阳极和阴极材料的表面积越大，电池的稳定性越高，充电/放电速度越快，灵活性越好。采用PolyU专利PAMD技术控制沉积时间，可以轻松控制金属纱线的厚度和薄层电阻。通过将金属纱编织成3D金属织物，与相同尺寸的2D金属箔片相比，其用于装载活性材料的表面区域大大增强。

规格/比较

细胞厚度

理大的纺织锂电池：<0.5毫米

现有的可弯曲锂电池：0.4至0.7毫米

常规锂电池：> 2 mm

面积容量(细胞)

理大纺织锂电池：1至3 mAh / cm2

现有的可弯曲锂电池：1至3 mAh / cm2

常规锂电池：~3mAh / cm2

能量密度

理大纺织锂电池：120至460 Wh / L.

现有的可弯曲锂电池：100至200 Wh / L.

常规锂电池：250至700 Wh / L.

可折叠

理大的纺织锂电池：100%@ 1,000次折叠循环[即1,000次折叠后的容量没有变化]; 弯曲半径<1 mm

现有的可弯曲锂电池：99%@ 1,000次折叠循环; 弯曲半径~25 mm

传统的锂电池：太硬而无法折叠; 太弯曲了

收费率

理大的纺织锂电池：0.2至1C [即为电池充满电需要1至5小时]

现有可弯曲锂电池：0.2至2C [即为电池充满电需要0.5至5小时]

常规锂电池：0.5至2C [即为电池充满电需要0.5至2小时]

循环生活

纺织锂电池：> 80%@ 500次充电/放电循环[即充电/放电500次后容量保持在> 80%]

现有可弯曲锂电池：> 80%@ 500次充电/放电循环[即充电/放电500次后容量保持在> 80%]

常规锂电池：> 80%@ 500次充电/放电循环[即充电/放电500次后容量保持在> 80%]

标签：