成果入选“中国科学十大进展”，这位复旦教授的紧迫感更加强烈了

本文转自：上观

复旦大学高分子科学系彭慧胜教授近来有一种紧迫感。

半年前，他的团队在国际权威学术期刊《自然》发表了“高性能纤维锂电池的规模化构建”科研成果，被审稿人评价为“储能和可穿戴技术领域的里程碑”。有了“从0到1”的突破，怎么变成实实在在的生产力？这是他半年来思考得最多的事情。

日前，这一成果入选2021年度“中国科学十大进展”。消息传来，彭慧胜的紧迫感更加强烈了，他告诉解放日报·上观新闻记者，美国专门成立了“革命性纤维与纺织研究院”，汇聚了美国的知名大学和企业力量，并将其列为国家级创新方向；欧盟的一份战略报告则预估，电子织物未来10年会有2万亿欧元的市场，将会带来一场纺织革命。

我国在纤维锂离子电池方面的研究目前领先半个“身位”，但起个大早，如何才能不赶个晚集？

【一件由纤维锂离子电池编织的成人衬衣，一次充满可以给手机充电约20次】

一块看上去很普通的印染蓝布，手机放上去，便开始自动充电（见下图）。原来，这块蓝布并不普通，它织入的正是彭慧胜团队研发的纤维锂离子电池。这也意味着，出门无需带充电器，通过身上穿的衣服，就可以直接对手机无线充电。

“一件由纤维锂离子电池织就的成人衬衣，相当于一个移动充电宝，一次充满可以给智能手机充电约20次。”彭慧胜说。

穿着衣服给手机充电，对人体是否会有伤害呢？“我们的产品不仅安全、耐洗，对敏感肌肤也很友好，我们正在努力未来做到生物可降解。”

早在2008年，彭慧胜团队就开始研究新型柔性电池系统，2013年率先在国际上提出并实现了新型纤维锂离子电池。

不过，当时面向块状锂离子电池的成熟生产体系，很难直接用于纤维状锂离子电池，而国际上纤维锂离子电池的制备研究几乎是空白。

怎么办？只有知其所以然，才能找到制备方法。

又经过8年的摸索，他们发现了纤维锂离子电池的内阻随长度变化的规律。令人感到意外的是，内阻并没有随电池长度的增加而增大，反而先下降后逐步趋于稳定。

在这一创新理论指导下，他们构建的纤维锂离子电池具有优异且稳定的性能，能量密度较过去提升了近2个数量级，即使将纤维锂离子电池弯折10万次，其容量保持率仍超过80%。他们还建立了世界上首条纤维锂离子电池生产线。

“过去，在实验室做一件基于纤维锂离子电池的衬衣，成本是一个天文数字，现在我们把成本降低到了几百上千元，未来随着规模化还将进一步降低。”彭慧胜告诉解放日报·上观新闻记者。

【“要把发现转为生产力，还需更多产业界的合作者加入”】

在彭慧胜的办公室，挂着一幅图，这是关于纤维电池更大的愿景。

彭慧胜在讲述纤维电池的应用前景。黄海华摄

纤维电池在可穿戴设备、太空探测、生物医疗器械、脑机接口等领域展现出了新的可能。就拿可穿戴设备来说，近年来“如何充电”成为制约其发展的瓶颈问题，而纤维锂离子电池的出现，无疑成为破解这一难题的“钥匙”之一。

传统的锂离子电池是一种“三明治”结构，因此很难做小。据透露，彭慧胜团队最初想要攻克的其实是纤维太阳能电池，但把光能转化成电能后如何储存是一道难题，于是把目光先投向了纤维锂离子电池。如今，纤维锂离子电池已有了重大突破，他们想重新回到纤维太阳能电池的研究轨道。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，也是实现“碳达峰碳中和”目标的一个很好的应对策略。

不过，相比纤维电池可预见的市场前景，目前的产品推广速度在彭慧胜看来还是太慢了。从电池本身来说，能量密度还有提升空间；通过纤维电池制备的织物，如何穿着更舒适、更美观，也值得探索。而对于这个庞大市场的认识和投入，在他看来同样需要改变。

“我们虽然实现了纤维锂离子电池的原创突破，但国外一直在加速跟进，要想把发现转为生产力，还需要更多产业界的合作者加入。”彭慧胜呼吁。