受常春藤植物启发的聚合物凝胶电解质设计，用于具有高稳定性的纤维锂离子电池

《Advanced Materials》：Ivy-Inspired Design of Polymer Gel Electrolytes for Fiber Lithium-Ion Batteries with High Stability

柔性纤维锂离子电池通过仿生常春藤分泌固化机制，采用共绕电极与室温固化预溶液（含三元/五元环醚单体和路易斯酸引发剂），实现高循环稳定性（88%容量保留）、机械耐用性（96%弯折保留）及热稳定性（80%容量保留于40℃/80%RH），并降低46%制造成本至1.5美元/米。

　　

摘要

聚合物凝胶电解质已被集成到具有通道结构的柔性电极中，以替代液态电解质，从而实现了既安全又高性能的柔性锂离子电池。然而，传统的凝胶电解质制备通常需要苛刻的条件——如加热、紫外线（UV）照射或无氧环境——这些条件阻碍了大规模和低成本的生产。受到常春藤自然附着机制的启发，常春藤会缠绕在支撑物上，分泌富含单体的液体，并经历轻微的交联过程。本文设计了一种纤维锂离子电池：首先将基于纤维的正极和负极共同缠绕在一起，然后注入含有三元和五元环醚作为单体以及路易斯酸作为亲电引发剂的前体溶液，并进行固化。该溶液在室温下固化，形成了凝胶电解质与电极之间坚固稳定的界面。由此制成的纤维电池表现出优异的循环稳定性（1000次循环后容量保持率为88%）、机械耐用性（10000次弯曲循环后容量保持率为96%）和储存稳定性（在40°C和80%相对湿度（RH）下容量保持率为80%）。值得注意的是，这种电池即使在切割和燃烧等极端条件下仍能正常工作。这种仿生策略消除了复杂的加工步骤，将生产成本降低了46%，使得每米电池的制造成本降至1.5美元——这对于柔性电池技术的规模化应用是一个重要的进步。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。