近日，复旦大学高分子科学系博士研究生江海波向《中国科学报》记者展示了一款特殊的包。它的外形和一般的手提包无异，但手机一放进去就开始充电，半小时后电量增加了20%。
这款特殊的“可充电包”由一种特殊的纤维锂离子电池制成。该电池是中国科学院院士、复旦大学高分子科学系教授彭慧胜团队的研究成果。
利用具有孔道结构的特殊纤维电极，该团队实现了电极与高分子凝胶电解质的有效复合，有效解决了高分子凝胶电解质与电极界面稳定性差的难题，进而发展出基于高分子凝胶电解质的纤维电池连续化构建方法，并已进入规模化制备阶段。相关研究近日发表于《自然》。
灵感源于爬山虎
彭慧胜介绍，纤维锂离子电池是能源领域的一个全新研究方向，在发展过程中，面临3个主要问题——如何通过设计纤维结构获得柔软的锂离子电池、如何制备高能量密度的纤维锂离子电池，以及如何实现高安全性纤维锂离子电池。
2008年，彭慧胜团队便开展相关探索性工作。
2013年，团队取得第一个突破性进展，验证了将锂离子电池设计成纤维结构在原理上的可行性。
8年后，团队进一步将纤维锂离子电池的能量密度提升了近两个数量级，基本满足应用需求，并在此基础上建立了全球首条纤维锂离子电池生产线。
然而，此前电池主要使用易漏易燃的有机电解质，而纤维电池织物在实际应用中会与人体紧密贴合，因此，电池的安全性能尚需提升。
彭慧胜继而将突破口聚焦在高安全性的高分子凝胶电解质上。然而，高分子凝胶电解质难以与纤维电极形成紧密稳定的接触界面，导致纤维锂离子电池储能性非常低。
如何解决界面不稳定的难题？彭慧胜偶然注意到，爬山虎可以紧密而稳定地缠绕在植物的藤蔓上，其原理在于它能分泌出一种具有良好浸润性的液体，并渗透到两者接触表面的孔道结构中发生聚合反应，从而将自身和被缠绕的植物藤蔓粘在一起。
受此启发，团队设计了具有多层次网络孔道和取向孔道的纤维电极，同时设计了可渗入孔道结构的单体溶液。单体在孔道中发生聚合反应后生成高分子凝胶电解质，从而与纤维电极形成紧密稳定的界面。
就此，安全性问题得到初步解决。
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