基於織物石墨烯複合電極在可穿戴鋰離子電池的應用研究

本項目旨在開發使用織物/石墨烯復合電極和固態電解質的可穿戴鋰離子電池。復合電極展現良好的導電性(電阻低於1 ohm/sq.)、柔軟度(折疊1000次後性能衰減小於10%)與高容量(接近200mAh/g)。使用復合電極與固態電解質的可穿戴電池擁有高能量密度(大於100 Wh/kg),同時兼具優異的循環性能(充放電500次後性能仍愈90%)與耐折疉性(折疉1000次後性能維持不變)。

應用

1) 智能紡織品(如:智能鞋墊/鞋/內衣,發光衣/配飾)
2) 物聯網組件(如:GPS定位傳感器,物流追蹤器)
3) 護理/醫療配件(如:壓力/溫度傳感器)

技術突破

該項技術使用導電織物作為鋰離子電池的集流體,取代現時通用的金屬箔。相比金屬箔,導電織物擁有更理想的柔韌性與機械穩定性,因此製備出的可穿戴鋰離子電池能夠經受多次折疊。此外,導電織物的纖維結構為復合材料的塗覆提供了充分的表面積,可以大大提高鋰離子電池循環性能。

潛在優點

該項技術為柔性可穿戴電子產業提供了一個全新的電源方案。利用織物電極與固態電解質製備的可穿戴鋰離子電池在擁有優異柔韌性與安全性的同時,保持良好的儲能性能。以織物為基礎的鋰離子電池可以根據需求設計成各式尺寸與大小,既不降低容量與穿戴舒適性,又可有效利用穿戴器件的內部空間。此外,整個製備過程與傳統的織物與電池的生產線完全兼容,擁有產業化的潛力。

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