近日，我系教师胡毅教授团队在锂电池柔性固态电解质领域取得新进展，相关工作以“A Three-Dimensional Fiber-Network-Reinforced Composite Solid-State Electrolyte from Waste Acrylic Fibers for Flexible All-Solid-State Lithium Metal Batteries”为题发表在国际著名期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。浙江理工大学为第一署名单位，我系博士生导师胡毅教授为论文第一通讯作者，硕士生陈倩为第一作者。本研究为开发适用于柔性可穿戴电子领域的高性能固体电解质提供了一种低成本、可行的解决方案，也为废弃纺织纤维的回收利用提供了新的研究思路。

随着我国纺织品消耗量的增长，废旧腈纶纺织品经掩埋和焚烧处理，产生的环境问题日益凸显。目前，废旧腈纶主要通过化学法循环再利用，但工艺复杂且价值偏低。因此，研究废弃服用腈纶基纳米纤维的绿色简单制备，成为废弃纺织品高值化利用的重要方向。废弃服用腈纶与PAN聚合物成分相同，但成本较低，可替代PAN聚合物在储能领域应用，实现废弃纺织品的绿色、低成本和高值化利用。

鉴于此，胡毅教授团队基于纺织化学与染整工程专业基础和柔性储能技术，报道了一种以废弃腈纶纱线（含染色腈纶）为再生纤维原材料，将废弃纱线净化、溶解，再通过电纺将LLZTO陶瓷纳米粒子负载到腈纶基纳米纤维中，构建出具有3D纤维网络增强的腈纶基陶瓷复合纳米纤维固体电解质（LLZTO/腈纶电解质）。利用密度泛函理论（DFT）和电荷差分布（CDD）计算研究了腈纶基聚合物纤维与LLZTO纳米粒子间的相互作用。计算结果显示腈纶纤维与LLZTO间增强的界面相互作用，有助于促进LLZTO填料和聚合物间快速连续的Li+迁移路径建立。LLZTO/腈纶纳米纤维框架的引入不仅提供了3D连续离子传导路径，而且还提高了LLZTO/腈纶电解质的热稳定性和电化学稳定性（Li/Li电池稳定2350h不短路）。柔性LLZTO/腈纶电解质表现出更高的离子电导率（50^°C时为3.61 × 10⁻⁴S cm⁻¹）和电化学稳定性（5.44 V vs. Li⁺/Li），具有LFP正极的全固态电池也表现出高可逆容量（0.2 C，150次循环后为159.9 mAh g⁻¹）。本研究为开发适用于柔性可穿戴电子领域的高性能柔性固体电解质提供了一种低成本、可行的解决方案，也为废弃纺织品的回收利用提供了新的研究思路。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c08335

作者简介

胡毅，博士、教授、博士生导师。东华大学工学博士、浙江大学博士后、美国北卡罗莱纳州立大学访问学者，浙江理工大学纺织科学与工程学院（国际丝绸学院）教师，现为轻化工程专业（国家一流专业）专业负责人，中国纺织工业联合会染整节能减排重点实验室负责人。研究方向：（1）非水介质染整新技术（2）柔性电子智能纺织品。主持和参与国家级科研项目7项，主持浙江省自然科学基金项目3项、横向近30项；以第一作者或通讯作者在Advanced Functional Materials, Nano Letters, Small, Energy Storage Materials, Journal of Membrane Science, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces和Chemical Engineering Journal等刊物上发表SCI论文50余篇；授权和转化国家发明专利近30项；现为中国纺织工程学会、中国化学会、中国电化学会会员；指导学生获“浙江省优秀硕士论文”3项、中国纺织工程学会“纺织优秀硕士学位论文奖”2项、浙江省“互联网+”大赛银奖2项和省“挑战杯”竞赛三等奖1项。