防水可编织电池，为可穿戴提供供电可能

      文／陈根

      可弯曲并可在织物中使用的储能设备，可能会在未来的可穿戴电子设备中发挥重要作用，这也让柔性纤维电池成为近年来的研究的热门方向之一。

      基于此，麻省理工学院（MIT）团队就成功地开发出世界上最长的柔性纤维电池，厚度几百微米，长 140 米，并且放电容量达 123毫安 （mAh）、放电能量约 217 毫瓦时（mWh）。

      研究首次使用热拉伸的方法，实现了在保护性柔性包壳内同时容纳多种复杂的电活性凝胶、颗粒和聚合物。热拉伸工艺的另一个优点是，可以在不改变预制模的情况下，通过改变绞盘速度来控制纤维的横向尺寸。

      从研究成果来看，此次研究的新型柔性纤维电池不仅防水，而且极具可塑性，甚至可以编织成织物。有了这种电池，人类对于电子设备的想象力又将被进一步拓宽，各种可穿戴电子设备都会成为可能，将其用于3D打印，甚至可以用来制造几乎任何形状的电池，例如可以像普通衣服一样穿着的自供电通信设备、传感器和计算设备。

      此外，这一电池的生产不受长度的限制。为了证明这一点，该电池技术背后的MIT研发团队生产了世界上最长的柔性纤维电池，长 140 米，以证明该材料可以制造成任意长的长度。目前这一140米长的电池已经可以为智能手机和手表独立充电。其中，纤维装置的厚度只有几百微米，比以往任何以纤维形式生产电池的尝试都要薄。

      研究人员表示，“这种方法的好处在于我们可以在单个光纤中嵌入多个设备，与需要集成多个光纤设备的其他方法不同。”研究组还展示了 LED 和锂离子电池在单根光纤中的集成，称未来在如此小的空间内可以组合三四个以上的设备——将这些包含多设备的光纤集成在一起，或将推动紧凑型织物计算机的实现。

      除了可以编织成二维织物的单个一维纤维外，该材料还可以用于 3D 打印或定制形状系统以创建固体物体，例如可以提供结构的外壳设备及其电源。文章开头的图中可以看出这种能力的应用场景：一艘玩具潜艇用电池纤维包裹起来，以为其提供动力。将电源整合到此类设备的结构中可以降低整体重量，从而提高它们可以实现的效率和范围。

      这种不仅具备可充电锂电池的充放电功能，还可以编成织物具有电池和纤维特征的“双重属性”的新型电池，为从 1D 到 3D 电源的大量非平面电子器件提供动力，给可穿戴电子设备提供了更多选择。

      不久前，12 月 20 日，相关论文以《热拉伸可充电电池纤维可实现无处不在的电力》（Thermally drawn rechargeable battery fiber enables pervasive power）为题发表在 Materials Today。

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