在科技創(chuàng)新的前沿陣地，北京大學(xué)與天津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近期分別取得了突破性進(jìn)展，為可穿戴設(shè)備供電難題以及高能電池技術(shù)帶來了全新的解決方案。

北京大學(xué)的雷霆教授團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種革命性的“熱電橡膠”材料，這一創(chuàng)新成果在《自然》雜志上發(fā)表，引起了廣泛關(guān)注。這款材料不僅具備卓越的柔韌性，還能高效地將溫差轉(zhuǎn)化為電能，為可穿戴設(shè)備如智能手表、健康監(jiān)測(cè)器等提供了自給自足的能源解決方案。傳統(tǒng)的熱電器件往往受限于材料的剛性與柔韌性之間的矛盾，而“熱電橡膠”則通過精心設(shè)計(jì)的納米纖維網(wǎng)絡(luò)與特殊摻雜劑，實(shí)現(xiàn)了力、電、熱性能的完美平衡。實(shí)驗(yàn)顯示，該材料在拉伸超過原長(zhǎng)850%后仍能恢復(fù)90%以上的原狀，且熱電轉(zhuǎn)換效率顯著提升，室溫下的熱電優(yōu)值達(dá)到了0.49，接近甚至超越了現(xiàn)有的柔性和塑性無機(jī)材料。

基于這一核心材料，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了全球首個(gè)彈性熱電模塊，該模塊能夠無縫貼合人體皮膚，高效捕獲體溫與環(huán)境間的溫差，并將其轉(zhuǎn)化為電能，為可穿戴設(shè)備提供了持續(xù)穩(wěn)定的能源供應(yīng)。這一創(chuàng)新不僅解決了可穿戴設(shè)備的供電難題，還極大地提升了穿戴舒適度和動(dòng)態(tài)形變適應(yīng)性，使得科幻片中的自供電智能服裝成為可能。

與此同時(shí)，天津大學(xué)材料學(xué)院的胡文彬教授團(tuán)隊(duì)也在電池技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破。他們首創(chuàng)了鋰金屬電池電解液“離域化”設(shè)計(jì)理念，打破了傳統(tǒng)電解液設(shè)計(jì)的瓶頸，成功研制出能量密度超過600瓦時(shí)/公斤的軟包電芯和480瓦時(shí)/公斤的模組電池。這一成果標(biāo)志著我國在鋰金屬電池領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。

傳統(tǒng)的鋰金屬電池電解液設(shè)計(jì)主要依賴溶劑主導(dǎo)或陰離子主導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)，難以兼顧電池能量輸出和循環(huán)壽命的提升。而天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過引入多樣化的電解液微環(huán)境，增加溶劑化環(huán)境的無序性，優(yōu)化了整體電解液性能。這一創(chuàng)新不僅實(shí)現(xiàn)了高能量密度電池的性能目標(biāo)，還兼具優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和安全特性。目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)掌握了高能鋰電池全鏈條核心技術(shù)，并具備了高一致性批量化生產(chǎn)能力。