身上穿的衣服就可以给手机无线充电，这听起来像科幻片的场景正在逐步成为现实。近日，复旦大学高分子科学系教授彭慧胜团队通过系统揭示纤维锂离子电池内阻随长度变化的规律，有效解决了聚合物复合活性材料和纤维电极界面稳定性难题，连续构建出兼具良好安全性和综合电化学性能的新型纤维聚合物锂离子电池。国际审稿人评价这项工作是“储能领域和可穿戴技术领域的里程碑研究”“柔性电子领域的一个里程碑”。
作为现代电子设备的“心脏”，以锂离子电池为代表的储能器件是现代电子工业和人们生活不可或缺的组成部分。彭慧胜团队从2008年开始研究新型柔性电池系统，在2013年提出并实现了新型纤维锂离子电池，为有效满足智能电子织物等可穿戴设备能源供给需求提供了新路径。
纤维锂离子电池如同毛线，要织成一件可以充电的毛衣，必须保证有足够长的毛线。研究论文共同第一作者、复旦大学高分子科学系博士生何纪卿形容道。而要实现纤维锂离子电池的连续化构建，首先需要从源头上厘清纤维电池内阻和长度的关系规律。团队成员突破以往的研究思路，通过大量的预实验筛选，广泛尝试了不同电学特性的纤维集流体材料，最终发现并揭示出纤维锂离子电池内阻随长度增加先减小后逐步趋于稳定的变化规律。
要实现高效负载纤维锂离子电池活性材料的高效连续制备，必须有效解决活性材料与导电纤维集流体的界面稳定性难题。为此，团队发展出了高效负载纤维锂离子电池活性材料的连续化方法，通过调控正负极活性材料组分和黏附力，有效解决了聚合物复合活性材料与导电纤维集流体的界面稳定性难题。
该纤维聚合物锂离子电池表现出了良好的综合性能，显示了广阔的应用前景。基于包括封装材料在内的全电池重量，其能量密度超过85瓦时每千克，长度为1米的电池可为智能手机、手环、心率监测仪、血氧仪等可穿戴电子设备长时间连续有效供电。
通过十多年持续不断的深入研究，研究团队已经把纤维电池从实验室样品发展到了产品模型，实现了高安全性纤维聚合物锂离子电池的连续化构建，并致力于推动纤维电池和织物系统的规模化应用研究。从电池本身来说，目前纤维聚合物锂离子电池与生活中常用的平面电池的能量密度相比，还有较大的提升空间；需要发展面向纤维聚合物锂离子电池构建、性能评估和使用的行业标准或规范，推动其工程转化和市场化应用。