这种可充电电池可以编织和清洗，并可以为基于纤维的电子设备和传感器提供电力。
上图：麻省理工学院的研究人员将他们的柔性纤维电池包裹在一个玩具潜艇的船体上，作为它的电源。
据悉，研究人员已经开发出一种可充电锂离子电池，这种电池以超长纤维的形式存在，可以编织成织物。这种电池可以广泛应用于各种可穿戴电子设备，甚至可以用来制造几乎任何形状的3D打印电池。
由此，研究人员还展望了自供电通信、传感和计算设备的新可能性，这些设备可以像普通衣服一样穿着，电池还可以作为设备的结构部件。
在概念验证中，新电池技术背后的团队已经制造出了世界上最长的柔性纤维电池，长达140米。而且证明这种材料可以被制造成任意长度。这项研究已经发表在《今日材料》杂志上。麻省理工学院（MIT）博士后图尔图尔·胡迪耶夫（现为新加坡国立大学助理教授），前MIT博士后郑泰·李（现为庆熙大学教授），以及本杰明·格里纳（现供职苹果公司）是这项研究的主要作者。其他合著者包括麻省理工学院教授约尔·芬克、李菊（音译）和约翰·乔安诺普洛斯，以及其他七名麻省理工学院和其他地方的教授。
包括该团队成员在内的研究人员，此前已经展示了包含多种电子元件的光纤，包括发光二极管（LED）、光电传感器、通信和数字系统。其中许多都是可编织和可洗涤的，这使得它们适用于可穿戴产品，但到目前为止，所有这些都依赖于外部电源。但现在，这种纤维电池，也可以编织和洗涤，可以使这些设备完全自给自足。
这种新型纤维电池是用新型电池凝胶和标准的纤维拉伸系统制造的，首先是一个包含所有组件的更大的圆柱体，然后加热到刚好低于熔点。该材料通过一个狭窄的开口来压缩所有的零件到其原始直径的一小部分，同时保持零件的所有原始排列。
上图：纤维电池即使在部分切割后仍能继续为LED供电，表明纤维电池系统没有电解质损失和短路。
图尔图尔·胡迪耶夫博士表示，虽然其他人已经尝试用纤维的形式来制造电池，但这些电池的结构是在纤维外部使用关键材料，而这种新系统将锂和其他材料嵌入纤维内部，并在外部覆盖一层保护性涂层，从而直接使这一版本稳定和防水。他说，这是第一次展示这种不到千米长的纤维电池，这种电池既足够长，又非常耐用，可以用于实际应用。
这次，他们制造出的140米长的纤维电池清晰的表明，电池的长度没有明显的上限。胡迪耶夫博士说：“我们是绝对可以做到一公里尺度的长度。”在一种使用新型纤维电池的演示设备中，包含了一个“Li-Fi”通信系统，其中，光脉冲被用来传输数据，并包括一个麦克风、前置放大器、晶体管和二极管，以建立两个织物设备之间的光数据链接。
图尔图尔·胡迪耶夫博士表示：“当我们将活性材料嵌入纤维内部时，这意味着敏感电池组件已经有了良好的密封性，所有的活性材料都很好地集成在一起，所以它们在拉伸过程中不会改变位置。”此外，由此产生的纤维电池更薄、更灵活，可以产生高达100万的纵横比，这远远超过了其他设计，这使得使用标准的织造设备来制作包含电池和电子系统的面料，是完全可行的。
上图：热拉伸纤维电池(右)由于采用凝胶电极和凝胶电解质，所以具有耐火性能；而使用液体电解质的控制纤维电池(左)，则立即着火并膨胀。
到目前为止，这种140米长的纤维电池具有123毫安时的储能能力，可以为智能手表或手机充电。另外，这种纤维电池设备的厚度只有几百微米，比以往任何用纤维形式生产电池的尝试都要薄。
研究团队表示：“我们方法的优点在于，我们可以在一根纤维中嵌入多个设备。与其他需要集成多个纤维设备的方法不同。”研究团队还展示了LED和锂离子电池在一根纤维中的集成，他们相信，未来可以在如此小的空间内组合三到四个以上的设备。当我们将这些包含多个设备的纤维集成在一起时，这将推进紧凑型织物计算机的实现。
除了使用单独的一维纤维来织造二维面料以外，这种材料还可以用于3D打印或定制形状系统，以创造固体物体，比如可以提供设备结构和电源的外壳。为了展示这一能力，一艘玩具潜艇被电池纤维包裹起来，为其提供动力。将电源整合到这些设备的结构中，可以降低整体重量，从而提高它们的效率和续航能力。
图尔图尔·胡迪耶夫博士解释道：“这是第一个可3D打印纤维电池设备。如果你想要制造复杂的物体，通过3D打印结合电池设备，这是第一个可以实现这一点的系统。”在打印完成之后，你不需要添加任何其他东西，因为所有的东西都已经在纤维内部，所有的金属，所有的活性材料。这需要一次打印。这绝对是第一次。
该团队已经就该工艺申请了专利，并继续在功率容量和用于提高效率的材料上进行进一步的改进。胡迪耶夫博士说，这种纤维电池可以在几年内用于商业产品。
德国明斯特大学（University of Muenster）的物理化学教授马丁·温特说：“这种新型电池的形状灵活性，使得设计和应用成为可能，这在以前是不可想象的。”温特虽然没有参与这项工作，但他称这项工作“非常有创意”，并补充道：“现在大多数关于电池的学术研究都着眼于电网存储和电动汽车，这是对主流的一种奇妙的偏离。”
该研究由美国国家科学基金会的麻省理工学院MRSEC计划、美国陆军研究实验室通过士兵纳米技术研究所、美国国家科学基金会的研究生研究奖学金计划和韩国国立研究财团支持。
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