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复旦大学纤维电子器件研究团队AM:高阻隔性聚合物封装技术助力长寿命纤维锂离子电池!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-09-14 07:50
    

主要观点总结

本文报道了复旦大学纤维电子器件研究团队在纤维锂离子电池领域的研究进展。该研究通过设计新型纤维结构和发展涂覆、绕包、对绞和封装等技术,初步实现了纤维锂离子电池的连续化制备。为了解决纤维电池寿命短的问题,研究团队开发了具有高阻隔性的聚三氟氯乙烯/有机改性蒙脱土(PCTFE-OMMT)复合管材,用于纤维电池的连续化封装。该复合管材展现出极低的水汽渗透性,使用其封装的纤维电池在空气中经过870次循环或储存200天后仍能保持80%以上的容量。该研究为纤维电池的长效稳定运行提供了有效的封装解决方案。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

纤维锂离子电池因其柔性、可编织性及电化学储能能力在可穿戴电子技术领域受到关注。然而,纤维电池的循环寿命和日历寿命难以达到应用要求,主要是由于目前使用的聚合物封装材料水汽透过率较高,导致电解液分解和活性锂损失。

关键观点2: 主要问题

目前使用的聚合物封装材料具有较高的水汽透过率,环境中水分进入纤维电池内部会引起电解液分解和活性锂损失,导致纤维电池寿命下降。

关键观点3: 解决方案

开发具有超高水汽阻隔性的聚合物封装管材是解决纤维电池寿命问题的关键。复旦大学纤维电子器件研究团队通过熔融共混制备了PCTFE-OMMT复合管材,该材料展现出极低的水汽渗透性。

关键观点4: 研究成果

使用PCTFE-OMMT复合管材封装的纤维电池在空气中经过870次循环或储存200天后仍能保持80%以上的容量。该复合管材的超高阻隔性大大提升了纤维电池的寿命。

关键观点5: 研究亮点

通过熔融共混超高阻隔性树脂和纳米填料,有效提升了封装层的阻隔性和电池的寿命。该研究为纤维电池的连续化封装开辟了新的路径,为柔性电子器件的长期稳定运行提供了有效的封装解决方案。


文章预览

纤维锂离子电池凭借其柔性、可编织性及电化学储能能力,在可穿戴电子技术领域得到了广泛的关注。复旦大学纤维电子器件研究团队长期从事纤维锂离子电池的基础与应用研究,通过设计新型纤维结构,发展涂覆、绕包、对绞和封装等技术,初步实现了纤维锂离子电池的连续化制备,得到了各种长度的纤维锂离子电池。在进一步推动纤维锂离子电池的应用过程中发现,在实际使用场景下,纤维锂离子电池的循环寿命和日历寿命难以达到应用的要求。究其原因主要是目前使用的聚合物封装材料具有较高的水汽透过率,环境中的水分通过封装层进入纤维电池内部后,会引起电解液分解和活性锂损失,最终导致纤维电池寿命下降。因此,开发一种具备高水汽阻隔性的聚合物封装管材,对于提升纤维电池的寿命和推进商业化应用,具有重要意义。 为了解 ………………………………

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