为了开发多功能可穿戴电子设备，来自马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室 (APL) 的研究人员建立了新的可扩展方法来开发电池和太阳能纤维。

根据科学家的声明，这项技术可以被编织到具有收集和储存电能潜力的衣服中。

由于通常的纤维电池受到可扩展性和性能限制的阻碍，科学家们设计了一种类似于传统电池叠层结构的纤维电池。该方法涉及层压和激光加工，设计出宽度仅为650-700µm的电池纤维。

Tech Xplore指出，这些纤维可以为高性能可穿戴电子设备提供动力，同时可以像传统纺织品一样清洗。

“随着对电子纺织品的需求变化，人们需要更小的、可重复使用、耐用且可伸缩的电源，”约翰霍普金斯应用物理实验室的研究员Konstantinos Gerasopoulos表示。“我们的愿景是开发能够将阳光转化为电力的太阳能收集纤维，以及能够在纺织品中存储所产生电力的电池纤维。”

这一进展的关键在于PVDF-HFP隔离层的开发。根据研究，这类隔离层可以使用加热滚压机将传统电池电极层压在一起。

然后将层压的条带被激光切割成纤维，经过成功测试后，显示出纤维电池的能量密度可以达到每厘米纤维长度0.61毫瓦时的能量储存。

“我们可以在五个多小时内加工100米的纤维，”约翰霍普金斯应用物理实验室工程师Jason Tiffany说道。“通过我们的工艺，我们可以使纤维更小、更能量密集，这可能会为纺织品应用带来更多机会。”

研究人员在薄而灵活的电路板上切割并组装微型太阳能电池，然后将其密封在保护性聚合物中，形成纤维状线，与尼龙编织成小型纺织品。

这项新设备可以实现各种应用，如健康监测、保暖服装和为士兵装备提供电力。约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）的约瑟夫·马兰奇（Jeff Maranchi）表示：“集成光能收集和电池纤维的纺织品将彻底改变今天可穿戴设备所能实现的功能。很快，这些纤维将使基于分布式纺织品的电力、加热、通信和感应成为可能，同时提供常规纺织品所具有的舒适和便利。”

来源：Interesting Engineering、Advanced Materials Technologies、

Advanced Functional Materials

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