从爬山虎获得灵感，复旦彭慧胜团队走通柔性纤维锂离子电池研发“最后一公里”|复旦大学_新浪财经

的眼中，他若有所思：爬山虎为何与被缠绕的植物藤蔓“如胶似漆”？

他拔下来仔细察看，并带回实验室探究。原来，爬山虎会分泌出一种具有良好浸润性的液体，该液体渗透到两者接触表面的孔道结构中，随后液体发生聚合反应，将爬山虎和植物藤蔓紧紧地粘在一起。

这一“插曲”为彭慧胜一直在思考的研究难题带来了灵感。

在拥有知识产权的柔性纤维锂离子电池基础上，研究团队通过设计具有孔道结构的纤维电极，让高分子凝胶电解质与电极“如胶似漆”，从而实现了高安全性、高储能性的柔性纤维锂离子电池规模制备。

纤维锂离子电池概念图

这意味着，一件柔软透气的衣服、一个时尚轻便的背包，就可方便地为手机、手表等随身电子器件供电。曾经存在于科幻小说中的场景，正在渐渐走进现实。

4月24日深夜，相关研究论文发表于国际学术期刊《自然》主刊上。该研究在国际上率先走通了柔性纤维锂离子电池研发的“最后一公里”，有望为人机交互、健康检测、智能传感等领域提供有效的能源解决方案。

【做没有文献报道的原创性研究】

这是一场历时16年的“长途跋涉”。

传统的块状电池由于其刚性结构，应用场景受到限制。2008年任教复旦大学之初，彭慧胜提出要做纤维锂离子电池。当时大多科学同行在研发薄膜电池，查不到任何有关纤维电池的文献。“没有文献报道过的研究更有原创性，也更值得去做。”彭慧胜说。

经过5年研究，2013年彭慧胜团队率先在国际上研制出纤维锂离子电池。当时普遍认为，纤维锂离子电池的内阻会随长度增加而显著增大，无法制造高性能纤维电池，更别说大规模应用了。

他们依然不被看好。

又经过8年的探索，他们发现纤维锂离子电池的内阻并没有随长度的增加而增大，反而先下降后逐步趋于稳定。这突破了人们的传统认知。在此基础上，研究团队建立了世界上首条柔性纤维锂离子电池的生产线。这一成果被誉为“储能和可穿戴技术领域的里程碑”。【相当于每小时生产的电池可同时为20部手机充电】有了“从0到1”的原创发现，如何变成现实的生产力？当时，美国专门成立了“革命性纤维与纺织研究院”，并将其列为国家级创新方向；欧盟的一份战略报告则预估，电子织物未来10年会有2万亿欧元的市场。

由于纤维锂离子电池织物需穿戴在身上，对安全性要求极高，此前电池中使用易漏易燃的有机电解质，存在安全隐患，只有使用高分子凝胶电解质才能保证高安全性。然而，高分子凝胶电解质难以与纤维电极形成紧密稳定的接触界面，导致电池的储能性能非常低。

如今，正是受爬山虎的启发，彭慧胜团队实现了纤维锂离子电池高安全性与高储能性的兼而有之。

研究团队自主设计关键设备，建立了纤维锂离子电池中试生产线，实现每小时300瓦时的产能，“相当于每小时生产的电池可同时为20部手机充电。”论文共同第一作者之一、博士后路晨昊介绍。

他们实现了数千米长度纤维锂离子电池的制备，其能量密度达到128瓦时/千克，可为无人机等大功率设备供电；在经历10万次弯折变形后，其容量保持率依然大于96%。

【纤维锂离子电池的应用场景十分广阔】

一块看似普通的印染蓝布，可以点亮灯牌；一个看似平常的背包，手机放进去可无线充电。这是因为其中集成了纤维锂离子电池。