你能想象有一天靠衣服就能给手机充电吗？今天复旦团队实现了

看过钢铁侠的你，一定有过这样的梦想，有一天能够像钢铁侠一样，按一下胸前的按钮，就能身披铠甲，拯救世界。

不要以为这只是科幻，在科技前沿领域，这种可穿戴的“智能铠甲”早已提上日程。

随着现代黑科技的飞速发展，可穿戴的“智能铠甲”正在通过软件支持、数据交互等实现其强大的功能，比如谷歌眼镜、智能手环等。

不过如果说要跟钢铁侠铠甲相近的，还是近日登上《Nature》的无线充电衣。

一件柔性可穿戴电子设备衣服。可折叠、可水洗、能给手机充电、还能打字聊天，衣服本身就是一块电池，是不是有科幻内味儿了？

事实上这件衣服的关键就在于纤维锂离子电池，以锂离子电池做成的柔性纤维织物和智能集成系统。

智能、柔软加上适应复杂形变、透气导湿的智能织物，是未来可穿戴电子领域的重要方向，然而一般的锂电池都比较笨重，很难在可穿戴电子设备中大规模使用。

“早先听说有人将锂离子电池做成薄膜以获得柔性能源系统，这个方向给了我灵感”，复旦大学高分子科学系彭慧胜介绍，“如果把锂离子电池做成纤维呢或许会是一个新的突破。”

在彭慧胜教授的带领下，9月1日23时，他们在《Nature》公布了自己的研究成果，通过破解纤维锂离子电池(FLIBs)内阻与长度之间的关联规律，从而解决了活性材料和纤维电极界面稳定性难题，构建出高安全性、高性能的新型纤维聚合物锂离子电池。

这项研究被Nature审稿人高度评价，称其为“储能领域和可穿戴技术领域的里程碑研究”以及“柔性电子领域的里程碑”。

纤维锂离子电池(FLIBs)内阻与长度之间的关联

在这项研究中，研究人员在生产长纤维锂离子电池方面进行了初步尝试，在商用铝线周围涂抹钴酸锂（红色）形成正极，在铜线周围涂抹石墨（蓝色）形成负极，并将负纤维电极用商用隔离膜包裹，以防止短路。

为了测试准确的电化学性能，研究人员还手动将正极和隔膜包裹的负极纤维电极缠绕在一起，制成不同长度(0.1、0.2、0.5和11mm)的纤维锂离子电池。

实验结果显示，随着纤维长度的增加，其内阻下降，这打破了他们以往的认知，纤维锂离子电池的容量随长度线性增加，意味着平均能量密度超过80 Wh/k，长度为1米的纤维锂离子电池，能够为心率监测仪和血氧仪等商用可穿戴设备提供超过2天的使用电能。

而且电池在500次充放电循环之后，容量保持率仍然高达90.5%，库仑效率为99.8%，与商业锂离子电池一样，具有极高的循环稳定性。

此外，这种纤维素锂离子电池纺织品具有极高的柔韧性和机械性能，折叠、水洗都不影响给手机、平板充电。

在进一步对织物实际应用于可穿戴设备的实验上，复旦大学高分子科学系彭慧胜团队发现，纤维电池织物的安全性也有保证。

我们知道普通电池在遭到外力的破坏后，容易发生爆炸或者燃烧等情况，而纤维素锂离子电池纺织品即使被1300公斤的汽车碾压、被刀片刺穿等，也依然可以保持稳定。

“纤维锂离子电池已显示出广阔应用前景”彭慧胜说，“未来的衣服不再是单纯的衣服，而是能打字聊天、能导航，还能显示人体健康信息的智能电子织物。”

按照目前的纤维锂离子电池的性能和工程化水平，如果未来2-3年内集中资源并高效利用，很快这种电池织物和无线充电发射装置集成的“充电宝”，就将是你衣柜里的一件衣服了。