能为手表和LED灯供电的纱线电池

近日，研究人员用高导电率的纱线制造了可充电池，其直径和柔韧性类似于一块棉纱。这种新型纱线电池可以被织成布，或是做成腕带以及其他类型的服饰来为手表、LED灯、脉搏监视器或其它一些小型个人电子设备供电。

香港大学材料科学与工程系教授——Chunyi Zhi以及他所带领的研究人员，已经在最新一期的《ACS Nano》上发表了一篇关于这种新型纱线电池的论文。

到目前为止，开发高性能的耐磨电池一直是具有挑战性的，因为缺乏具有高导电性、高强度以及足够柔软性的材料。为了解决这些问题，研究人员让新型纱线电池具有了迄今为止最合适的性能，其中包括与超级电容器相似的功率密度，以及与传统电池类似的能量密度和容量。

“我们利用具有高导电性且可纺的纱线制作了这种新型纱线电池，这些电池在容量、能量密度、功率密度以及倍率性能等方面具有整个国家最先进的性能。”Zhi博士对Phys.org的记者说道：“这些纱线在被进一步加工后，就被制成了腕带电池，可以为不同的个人电子产品供电。”

这种新型纱线电池的核心是表面沉积有金属(锌为阳极，镍钴氢氧化物为阴极)，且具有高度柔韧性的微米级不锈钢丝。而凝胶电解质则包裹在整条纱线上。

正如研究者所解释的，每种材料都对整个电池的良好性能做出了贡献：不锈钢丝的强度使得电池足以通过机器和手工进行编织，其良好的导电性也使得电子能够进行远距离传输。而镍和钴金属离子之间的协同作用提高了容量和能量密度值。

经过计算，新型纱线电池的功率密度为2.2 W每立方厘米，能量密度则为8 mWh每立方厘米。所有这些数值都是迄今为止最高的。电池的容量为16.6mAh每立方厘米，据研究人员表示，在目前基于光纤的能量存储设备中也是最高的。

而在经历1000次弯曲和扭转后，电池仍然分别保有初始容量的80%和70%。研究人员解释道，容量损失是由电极在变形时形成的裂缝所导致的。

为了演示这种新型电池，研究人员将其编织成一块大的导电布，可当作一个腕带电池给手表和LED灯供电。他们希望这种纱线电池在未来可以被应用于可穿戴电子设备、智能服装、医疗保健等方面。

Zhi博士表示：“下一步，我们打算制造可洗、防水、耐用的纱线电池，以便更接近商业化。”