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大家好,小科來為大家解答以上問題。入選“科學年度十大進展”,這項技術將顛覆移動充電寶產業這個很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!

1、電子發燒友網報道(文/吳子鵬)因為對續航的焦慮,智能手機在積極推動充電效率、電源效率、電池容量的提升,同時對移動電源的應用也有很大的推動作用。根據QYResearch發布的《2021-2027全球與移動電源市場現狀及未來發展趨勢》,2020年全球移動電源市場規模將達到41.38億美元,預計2027年將達到60.71億美元,年復合增長率(CAGR)為5.40。
2、但隨著技術的發展,為智能手機和筆記本電腦充電的消費類應用移動電源可能會逐漸突破人們熟悉的海量充電寶形象,進一步融入人們的生活。
3、近日,復旦大學先進材料實驗室、高分子科學系彭會生教授的研究成果入選2021年“科學十大進展”,引起業界關注。團隊提出了“高性能光纖鋰電池的構建方法”,年初先后入選“半導體十大研究進展”和2021年“科學十大進展”。
4、一把劍需要十年才能形成
5、“科學十大進展”由科技部基礎研究管理中心等部門組織,涵蓋自然科學各個領域的重要進展,是我國基礎研究傳播的品牌項目。“科學十大進展”的項目推薦由國內科技領域幾大領先報刊的編輯部完成,而評選則由兩院院士、973計劃顧問團和顧問組專家、973計劃首席科學家、重點實驗室主任等專家學者完成,因此含金量和社會認可度極高。
6、其他入選第十七屆“科學十大進展”的項目還有田文一號探測器、空間站天空與核心艙、可編程2D 62位超導處理器等。因此,入選凸顯了彭惠生教授團隊研究項目的技術領先性。
7、據介紹,彭惠生教授團隊的項目名為“實現高性能纖維鋰離子電池的規模化制備”,重點發現纖維鋰離子電池內阻與長度的雙曲線余切函數關系,有效解決活性材料與纖維電極的界面穩定性問題,持續構建高安全性、高性能的新型纖維聚合物鋰離子電池。
8、可穿戴電池面料示意圖,來源:復旦大學
9、據相關報道,彭惠生教授團隊從2008年開始從事新型柔性電池體系的研究,并于2013年在國際上率先提出并實現了一種新型纖維鋰離子電池。
10、新型纖維鋰離子電池的規模化制備方法能夠研發出來,得益于彭惠生教授團隊對導電纖維的深刻理解。2009年,團隊提出了將聚丁烯與定向碳納米管復合制備新型電致變色纖維的研究思路,研究至今。2021年3月,彭惠生教授團隊的全柔性織物顯示系統成果發表在《自然》雜志上,被審稿人評價為“創造了重要且有價值的新知識”。
11、來源:《自然》雜志
12、在織物展示方面,根據彭慧生的介紹,團隊將涂有發光材料的導電紗線和透明導電纖維交織在一起,形成了獨特的重疊結構。施加交流電壓后,發光纖維上的聚合物復合發光活性層被重疊區域的電場激發,從而形成發光像素。使用工業針織設備,實現了長6米、寬0.25米、約50萬個發光點的發光織物,發光點之間的最小距離為0.8毫米。
13、這兩項研究可以說是相輔相成,幫助團隊在纖維鋰離子電池方面取得進一步突破。據介紹,這種1米長的纖維聚合物鋰離子電池可以長時間持續有效地為智能手機、手環心率監測儀等可穿戴電子設備供電。通過紡織技術,
14、據介紹,彭惠生教授團隊經過8年的不斷探索,發現纖維鋰離子電池的內阻并不是隨長度線性增加,而是先下降后逐漸穩定。這是一個重要的研究發現。在此之前,國際上的纖維鋰離子電池長度為厘米級,能量密度低,不足以構建大規模應用。
15、在清楚地認識到纖維鋰離子電池的內阻與長度之間的獨特關系后,彭慧生教授的團隊實現了纖維鋰離子電池的連續構建,使其可以像普通羊毛一樣用來織一件毛衣。
16、在制備方法方面,涂覆法是實現高效率連續制備纖維負載鋰離子電池活性材料的主要途徑,但不是通過傳統的平面涂覆。過程中產生的串珠等包覆不均勻現象會嚴重影響纖維電極制備的連續性和電池的電化學性能。
17、團隊通過調整正負活性材料的組分和附著力,有效解決了高分子復合活性材料與導電纖維集流體的界面穩定性問題。根據彭慧生的描述,“過去,在實驗室里制造一件基于纖維鋰離子電池的襯衫,成本是天文數字。現在我們已經把成本降到了幾十萬美元,未來隨著規模的擴大,成本還會進一步降低。”
18、呼吁產業鏈合作跟進
19、據彭慧生在接受采訪時介紹,起初,團隊想建造纖維太陽能電池,但如何儲存產生的電能是個難題,于是團隊開始研發纖維鋰離子電池。
20、在使用方面,纖維鋰離子電池首先要面對的問題是安全性。畢竟充放電是化學反應,過去使用移動充電寶經常會發生事故。彭慧生指出,團隊的成績是非常安全的。
21、歐美進展也很迅速
22、彭慧勝之所以如此急切,原因之一是在纖維鋰離子電池領域,該團隊雖然取得了很多重大行業突破,但依然有競爭對手。比如,2021年12月20日,麻省理工學院的研究人員開發出世界上最長的柔性纖維電池,相關結果發表在國際權威學術期刊《今日材料》上。同時,對電子織物也非常重視,并預期未來10年會有2萬億歐元的市場。但巨大的蛋糕如何切分,現在還是未知數。
本文到此結束,希望對大家有所幫助。
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