科技创新重塑电池行业 复旦新成果引领锂电池革命
随着科技的飞速发展，锂电池已成为我们生活中不可或缺的一部分。
锂电池的寿命问题一直是制约其广泛应用的一大难题。
复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室、纤维材料与器件研究院、高分子科学智能中心的彭慧胜/高悦团队，通过最新研究，为解决这一难题提供了全新的思路。
他们的研究成果以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》为题，于2月13日在《自然》主刊上发表。
一、锂电池的难题
锂电池在生活中扮演着越来越重要的角色，但其存在的难题也不容忽视。
电动车电池的寿命有限，低温使用会加速电池损坏。
随着新能源相关行业的快速发展，我们面临着大规模电池退役回收的问题，这很可能造成环境的污染和资源的浪费。
如何延长锂电池的寿命，成为了科学家们面临的一大挑战。
二、团队的研究成果
彭慧胜、高悦团队通过基础研究创新，提出了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。
他们通过AI和有机电化学的结合，成功设计了新的锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li），这个分子从未被公开报道过。
这种载体分子可以像药物一样，通过打针的方式注入废旧衰减的电池中，精准补充电池中损失的锂离子，恢复容量。
使用这一技术，电池在充放电上万次后仍接近出厂时的健康状态，循环寿命从目前的500-2000圈提升到超过12000-60000圈。
三、基础科学与AI研究范式的结合
电池中的活性锂离子由正极材料提供，锂离子损耗到一定程度后电池就不得不报废，这是锂离子电池自1990年问世以来一直遵循的基本规律。
彭慧胜/高悦团队通过构建新分子并用于对电池的康复，实现了异想天开和AI研究范式的结合。
他们通过大量验证发现，电池衰减和人生病一样，是某个核心组件发生了异常，而其它部分仍然保持完好。
于是，他们提出了大胆设想——设计锂离子载体分子，将其注射进电池，为电池进行精准的、原位无损的锂离子补充。
为了设计这种全新的锂离子载体分子，团队利用AI结合化学信息学，将分子结构和性质数字化，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。
四、技术的应用与前景
团队合成新分子后，验证了其具备各种严苛的性能要求，且成本低、易合成。
针对现实需求，团队在真实电池器件上完成了相关的验证实验。
验证发现，这一分子和解决方案与各类电池活性材料、电解液以及其他组分都有良好的兼容性，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，团队正开展锂离子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。
五、结语
复旦大学彭慧胜/高悦团队的这一研究成果，为锂电池的寿命延长提供了全新的解决方案。
这一技术的成功应用，不仅有助于解决大规模电池退役回收造成的环境污染和资源浪费问题，更为新能源行业的发展提供了强有力的支持。
未来，我们期待这一技术能在更多领域得到应用，推动新能源行业的进一步发展。
相关标签： 聚合物、 锂电池、 锂离子电池、 储能、 复旦、 固态电池、 自然、
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