复旦大学提出纤维电池规模化生产路线

2022年2月15日，复旦大学教授彭慧胜、王兵杰团队将纤维聚合物储能电池的制备和经典湿法纺丝融合，在国际上率先提出纤维电池的规模化生产路线，实现了一系列千米级纤维电池的快速连续构建。

此前人们借鉴平面电池的涂覆方法制备纤维电池，其工艺复杂且效率偏低，难以满足大规模生产应用的需要。彭慧胜研究团队创新性地提出一体化连续构建纤维电池的新设想，将聚合物储能电池中的各功能组分制备为纺丝浆料，然后通过将多种活性物质浆料共同挤出成型，实现纤维聚合物储能电池的连续制备。

湿法纺丝路线的难点是在极其精细、柔软的纤维结构中，如何保持电池各功能组分间的界面稳定性并实现电化学活性。为此，研究团队对电池活性材料配制及浆料流体性质进行了大量的筛选实验，并基于预实验数据库，对核心部件喷丝板内部腔道进行了重新设计。结果表明，即使在高生产速率下连续制备，所得到的纤维电池内部各功能组分也具有良好的界面稳定性，从而表现出良好的电化学性能。

在此基础上，研究人员揭示了纤维电池一体化成型过程中聚合物基体与其他功能组分间的相互作用机制，建立了不同功能组分结构与性能的关联规律，并最终实现了一系列千米级纤维电池的规模化生产。

通过聚合物湿法纺丝大规模、一步法制备的纤维电池更细、更柔，也更接近日常用于纺织的高分子化学纤维。通过该方法制备的纤维聚合物储能电池进行梭织，可以得到轻薄、透气、大面积的电池织物，为纤维聚合物储能电池的规模化应用提供了可能。

(通讯员 钱伯章)