2月28日,第17屆“中國科學十大進展”遴選結果揭曉,復旦大學彭慧勝團隊的“實現(xiàn)高性能纖維鋰離子電池規(guī)模化制備”入選?;顒佑煽茖W技術部高技術研究發(fā)展中心(基礎研究管理中心)牽頭舉辦,《中國基礎科學》《科技導報》《中國科學院院刊》《中國科學基金》和《科學通報》等5家編輯部參與推薦科學研究進展,邀請中國科學院院士、中國工程院院士、國家重點實驗室主任、國家重點研發(fā)計劃有關重點專項總體專家組成員和項目負責人、原973計劃顧問組和咨詢組專家及項目首席科學家等3500余位知名專家學者對30項候選科學進展進行網(wǎng)上投票,得票數(shù)排名前10位的入選“2021年度中國科學十大進展”。
新型纖維聚合物鋰離子電池成果于2021年9月發(fā)表于《自然》(Nature,2021,697,57)。這項工作重點發(fā)現(xiàn)了纖維鋰離子電池內(nèi)阻與長度之間的雙曲余切函數(shù)關系,有效解決了活性材料和纖維電極界面穩(wěn)定性難題,連續(xù)構建出兼具高安全性和高性能的新型纖維聚合物鋰離子電池。纖維聚合物鋰離子電池的能量密度超過85Wh/kg,并且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性,循環(huán)500圈后電池的容量保持率仍然達到90.5%,庫倫效率為99.8%。即使在曲率半徑為1厘米的情況下,將纖維鋰離子電池彎折10萬次后,其容量保持率仍大于80%。進一步通過紡織方法,獲得了高性能和高安全性的大面積電池織物。如果將電池織物和無線充電發(fā)射裝置集成,可安全、穩(wěn)定地為智能手機進行無線充電。新型纖維聚合物鋰離子電池有望在智能織物、可穿戴設備、生物醫(yī)療器械等廣泛領域顯示重要的應用前景。
全柔性織物顯示系統(tǒng)成果于2021年3月發(fā)表于《自然》(Nature,2021,591,240)。這項工作重點突破了傳統(tǒng)顯示器件經(jīng)典三明治結構的研究范式,提出在高分子復合纖維交織點集成微型發(fā)光器件,即通過編織方法,將負載有發(fā)光活性層的復合纖維和透明的導電纖維交織在一起,交織點處活性材料受到電場激發(fā)而發(fā)光,每一個交織點類似于傳統(tǒng)顯示器中的一個像素點,通過向經(jīng)緯纖維電極程序化輸入驅動信號,即可實現(xiàn)顯示功能(圖2)。研究團隊進一步實現(xiàn)了長6m、寬20cm、含約500,000個發(fā)光點的大面積顯示織物,發(fā)光點亮度偏差小于8%,單個發(fā)光點亮度達到115.1cd/m2,功率消耗低至幾毫瓦,發(fā)光點間距可達到微米級別,分辨率可滿足顯示應用需求。研究團隊還實現(xiàn)了能量轉化/儲存、傳感、實時通信等功能于一體的智能織物系統(tǒng),在實時定位、日常通訊、醫(yī)療輔助等方面表現(xiàn)出良好的應用前景,有望推動柔性電子、便攜式人機交互系統(tǒng)、柔性健康監(jiān)測終端、國防智能裝備等重要領域的發(fā)展。
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