【香港商報网訊】香港理工大學紡織及服裝學系團隊的研究團隊研發了一種超柔軟的高效能織物鋰電池,能為可穿戴的電子產品提供更穩定、耐用和安全的能源供應,其應用範疇廣泛,發展潛力無遠弗屆,包括醫療健康監測、智能紡織品、智能手機、全球定位系統追蹤、物聯網部件等等。新發明於今年4月在日內瓦第47屆國際發明展奪得金獎和兩項特別優異獎。
國際發明展奪金獎及2優異獎
理大創新的織物鋰電池能量密度高達450Wh/L(瓦時/公升),柔軟度極佳——可摺疊彎曲至半徑小於1mm(毫米),兼且摺疊超過1000次,效能仍然保持不變。相比之下,現有的可彎曲鋰電池只能彎曲至半徑約25mm,而且效能低得多,只達小於200Wh/L。織物鋰電池輕巧、厚度小於0.5mm,在充電/放電速率快及電池壽命長兩方面,與傳統鋰電池不相伯仲;產品經連續錘擊、剪削和鋼針穿刺等安全測試亦證明,電池可為電子元件提供穩定電源,兼且不存在火或爆裂的風險。
帶領研究團隊的鄭子劍教授表示:「可穿戴技術被視為繼智能手機後,全球下一個重大市場商機。預期可穿戴產品的全球市場收入將以每年增長逾兩成的速度躍進,至2024年達1000億美元。所有可穿戴電子產品都需要可穿戴的能源供應,因此,我們研發的製造織物鋰電池的創新技術,應用潛力至為廣泛,能為無數新世代產品開拓前瞻性的應用方案,範疇遍及醫療護理、信息娛樂、體育、航空航天、時尚服飾、物聯網、傳感或定位追蹤,以至任何超乎我們今天想像的用途。」
可摺疊彎曲配合穿戴電子產品
他舉例,因織物鋰電池可以摺疊彎曲,適用於製作智能手表表帶,增加智能手表儲電量,令產品更耐用:「以往這些智能表充滿電夠用一天,日後加上用鋰電池製作的表帶,充電後最多可用兩天才無電」。
研究團隊採用理大專利的聚合物輔助金屬沉積法(Polymer-Assisted Metal Deposition/PAMD)新技術,將高導電金屬(銅Cu和鎳Ni)均勻地沉積於經處理的織物上,如棉質及碳布,製成導電織物,「使物料導電化」,取代一般鋰電池表面的金屬箔,以充當集流體及提高柔軟度。