锂电池

在人们的生活中无处不在

但目前而言

最长寿命都只有6-8年

复旦大学高分子科学系

彭慧胜/高悦团队

打破锂电池传统设计原则

通过AI和有机电化学的结合

设计一种锂载体分子

让废旧电池“打一针”就可无损修复

将锂电池寿命提升1-2个数量级

为电池产业变革提供关键技术支撑

该成果以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》（External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries）为题，于北京时间2月13日凌晨在《自然》（Nature）上发表。

大规模电池退役回收，可能造成环境的污染和资源的浪费。复旦大学彭慧胜/高悦团队发现，电池衰减的核心原因是活性锂离子减少，而其他组分依旧完好。

于是，团队大胆设想——打破电池基础设计原则中锂离子依赖共生于正极材料的理论，设计一种锂载体分子，将其注射进电池，对电池中的锂离子进行单独管控。这种载体分子就像药物一样，可以通过“打一针”的方式注入到废旧衰减的电池中，精准补充电池中损失的锂离子，实现电池容量的无损修复。

历时四年多的探索，团队成功结合AI和有机电化学，将分子结构和性质数字化，通过引入有机化学、电化学、材料工程技术方面的大量关联性质，构建数据库，利用非监督机器学习，进行分子推荐和预测，成功获得了从未被报道的锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li），让AI for Science理念真正落地。

合成这种分子后，团队验证了其符合锂离子载体所需的各种严苛性能要求，且成本低、易合成，和各类电池活性材料、电解液以及其他组分有良好的兼容性，成功在软包、圆柱、方壳和纤维状锂离子电池器件上实现应用。

目前，锂载体分子已通过初期实验验证，预计在电池总成本中占比不到10%，具备大规模商用潜力，可用于补锂、储能、光储一体化。

复旦大学高分子科学系彭慧胜/高悦团队

“如果未来能够通过‘打针’修复电池，让电池实现循环使用，就可以从源头解决电池大规模报废的问题，使产业生态走向智能化、环保化。”当前，团队正在开展锂载体分子的宏量制备，并与国际顶尖电池企业合作，力争将技术转化为产品和商品，助力国家在新能源领域的引领性发展。

来源：上海杨浦