北京纳米能源所董凯研究员团队 Adv. Mater.：运动赋能一体化自充电织物 - 面向规模化制备的供能−管理-存储集成设计

背景: 可穿戴电子设备的发展对便携、可持续的能源供给提出了更高要求。传统刚性电池存在体积大、安全性差、无法自充电等问题，而集成能量采集与存储于一体的纺织品能源系统成为理想方案，但其面临能量采集与存储单元之间电压/阻抗不匹配、柔性封装与透气/可洗/长期稳定性的平衡困难，以及高性能功能材料成本高、连续制备与规模化生产难度大等挑战。研究目的: 为了解决上述瓶颈，本研究提出“采集-管理-存储”一体化战略，旨在开发一种可规模化生产的自充电动力纺织品。该方法采用纤维状摩擦纳米发电机（F‑TENG）配合能量管理模块，收集人体运动机械能；同时，通过锌离子辅助的海藻酸钠/聚乙烯醇（SA/PVA）水凝胶电解质实现秒级原位交联，用于纤维状锌离子电池（F‑ZIB）的连续制造。结论: 该动力纺织品通过将F‑ZIB与F‑TENG共编织，实现了协同、长期稳定运行，可成功为智能手机、智能戒指、AI眼镜等商用设备供电，为下一代自供电可穿戴系统提供了一种普适、通用的能源解决方案。