基於织物石墨烯复合电极在可穿戴鋰离子电池的应用研究

本项目旨在开发使用织物/石墨烯復合电极和固態电解质的可穿戴鋰离子电池。復合电极展现良好的导电性(电阻低於1 ohm/sq.)、柔软度(折叠1000次后性能衰减小於10%)与高容量(接近200mAh/g)。使用復合电极与固態电解质的可穿戴电池拥有高能量密度(大於100 Wh/kg),同时兼具优异的循环性能(充放电500次后性能仍愈90%)与耐折疉性(折疉1000次后性能维持不变)。

应用

1) 智能纺织品(如:智能鞋垫/鞋/內衣,发光衣/配饰)
2) 物联网组件(如:GPS定位传感器,物流追踪器)
3) 护理/医疗配件(如:压力/温度传感器)

技术突破

该项技术使用导电织物作为鋰离子电池的集流体,取代现时通用的金属箔。相比金属箔,导电织物拥有更理想的柔韧性与机械稳定性,因此製备出的可穿戴鋰离子电池能够经受多次折叠。此外,导电织物的纤维结构为復合材料的涂覆提供了充分的表面积,可以大大提高鋰离子电池循环性能。

潜在优点

该项技术为柔性可穿戴电子產业提供了一个全新的电源方案。利用织物电极与固態电解质製备的可穿戴鋰离子电池在拥有优异柔韧性与安全性的同时,保持良好的储能性能。以织物为基础的鋰离子电池可以根据需求设计成各式尺寸与大小,既不降低容量与穿戴舒適性,又可有效利用穿戴器件的內部空间。此外,整个製备过程与传统的织物与电池的生產线完全兼容,拥有產业化的潜力。

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