世界最長的電池,麻省理工纖維鋰電池長達 140 公尺

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 22 日 14:07 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


打破眾人對鋰離子電池的想像,最近美國麻省理工學院(MIT)團隊開發出外型設計獨特的鋰離子電池:縱使只有薄薄數百微米厚、但它的長度可以來到 140 公尺,甚至有機會長達 1 公里,未來有機會整合到一般衣服中,當成間諜毛線,默默為智慧衣、穿戴式電子設備充電。

這種電池既能當成供電來源、也可以變成衣物本體,而其實在 2014 年就有相關研究,像是中國復旦大學用奈米碳管紗線製成鋰離子電池;2017 年美國賓漢頓大學研發出汗水發電的高延展性纖維燃料電池等等等。

根據新聞稿介紹,纖維電池是由新型電池凝膠、標準纖維併條(Drawing)系統製成,首先將包含所有電池元件的圓柱體加熱軟化,最後在不打亂元件排列的方式,拉出一條「線」。團隊指出,電池特別之處在於,鋰等電池關鍵材料在纖維內部結構化,外層再用塗層保護著,而在新型凝膠電極和凝膠電解質效果下,電池也具有一定阻燃效果。

▲ 右側的新型纖維電池阻燃效果較佳。

這讓人聯想到,麻省理工團隊在 7 月時,也成功將數位晶片嵌入纖維中。研究作者 Tural Khudiyev 指出,當我們成功將活性材料(active material)嵌入纖維中,也代表已經將那些脆弱的電池元件密封住,而且所有的活性材料都好好地整合排列在一起,不容易改變位置。

最終團隊也打造出更薄、更靈活,長達 140 公尺的世界最長柔性纖維電池,容量雖然只有 123 mAh。但按照他們的說法,未來這款柔性纖維電池還會再「長大」,Khudiyev 指出,纖維電池長度沒有上限,絕對可以做到 1 公里。

新型纖維電池也可機洗,團隊認為未來可以將電池應用在水下供電,或是供電智慧手錶與手機充電。麻省理工的演示設備還整合入 Li-Fi 光通訊系統,利用 LED 作為訊號發射器,纖維內還包括麥克風、效果器(preamp)、電晶體、二極體,可以在電池間建立光學資料連結。

▲ 剪斷還可以持續供電。

研究作者 Jung Tae Lee 認為,我們可以在一條纖維中嵌入多個設備,逐步實現緊湊型纖維電腦(compact fabric computer)這個構想。現在麻省理工也已申請專利,不過研究團隊還在持續最佳化研究,包括如何提高電池效率和容量,盼望可在「幾年內」商業化。

(圖片來源:麻省理工學院