「纤维」告别“低电量焦虑”？！长140米，全球最长柔性纤维电池诞生，几年内或可商用

原文标题：告别“低电量焦虑”？！长140米，全球最长柔性纤维电池诞生，几年内或可商用

大数据文摘作品

作者：Mickey

先来看看上边的这张图。

看起来，这似乎是一个外部裹了电线的潜艇模型，但实际上，这些像棉线一样缠绕在外部的物体其实是一种超长纤维形式的可充电锂离子电池。

这种电池不仅防水，而且极具可塑性，甚至像图中那样，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。

更有趣的事，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，此外，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了。

这项研究 12 月 20 日在 " 今日材料（Materialstoday）" 杂志上发布。麻省理工学院博士后 Tural Khudiyev（现为新加坡国立大学助理教授）、前麻省理工学院博士后 Jung Tae Lee（现为庆熙大学教授）和 Benjamin Grena SM '13, Ph.D. '17 是该论文的主要作者。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1369702121004077?via%3Dihub

这一研究有什么开创性？

包括该团队成员在内的研究人员此前已经发布过包含多种电子元件（比如发光二极管 ( LED ) 、光电传感器、通信和数字系统）的纤维电池，过往这些纤维电池虽然也可塑可以清洗，但都依赖于外部电源。最新的这一纤维电池已经可以使此类设备完全独立运行了。

研究组将该纤维电池剪断后，依然不影响为电子设备的供电

Khudiyev 称，虽然很多研究组都试图制造纤维形式的电池，但这些电池的结构是在纤维外部使用关键材料，而 MIT 团队的研究将锂和其他材料嵌入纤维内部，并带有保护性外部涂层，从而直接使版本稳定防水。他说，这是长纤维电池的首次演示，该电池足够长且非常耐用，可用于实际场景中。

MIT 研究组称，能够制造出 140 米长的纤维电池这一事实表明，" 长度没有明显的上限，我们绝对可以做到千米级长度。" 使用新型光纤电池的演示设备集成了 "Li-Fi" 通信系统——使用了光脉冲传输数据，并包括麦克风、前置放大器、晶体管和二极管，以在两者之间建立光学数据链路两个机织织物装置。

" 将活性材料嵌入纤维中，意味着这类敏感的电池组件已经具有良好的密封性。"

Khudiyev 还表示，" 所有活性材料都非常好地集成在一起，因此它们在缠绕、编织过程中不会改变位置 "。此外，由此产生的纤维电池更薄、更灵活，产生的纵横比，即长宽比，高达一百万，这远远超过其他设计，也使得使用标准编织设备来实现创建包含电池和电子系统的织物。

这种电池有啥用？

研究显示，目前这一 140 米光纤的储能容量已经可以达到 123 毫安，且能够为智能手表或手机充电了。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。

" 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，"Lee 说，" 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。

" 这是纤维电池设备的首次 3D 打印，"Khudiyev 说。他说，" 如果你想通过包含电池装置的 3D 打印制造复杂的物体 " ，这是首个可以实现这一目标的系统。" 打印后，你不需要添加任何其他东西，因为一切都在纤维内部，所有金属，所有活性材料都被包裹起来了。

该团队已经申请了该工艺的专利，并继续开发功率容量和用于提高效率的材料变化的进一步改进。Khudiyev 说，这种纤维电池可以在几年内完成商用转化。

推荐阅读：干衣机还可以带着走？出差神器啊有木有。<\a>