鋰電池，這一在現(xiàn)代生活中無處不在的能量源泉，從智能手機(jī)到電動(dòng)車輛，乃至大型儲(chǔ)能電站，都扮演著至關(guān)重要的角色。然而，隨著時(shí)間的推移，鋰電池因鋰離子不斷流失而性能下降，手機(jī)電池逐漸難以充電，電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程縮減，特別是在寒冷環(huán)境下，電池壽命更是大打折扣。與此同時(shí)，廢舊電池的數(shù)量也在迅速增長，成為亟待解決的問題。
近日，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系的一支科研團(tuán)隊(duì)在鋰電池領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。他們顛覆了傳統(tǒng)的鋰電池設(shè)計(jì)理念，巧妙地將人工智能與有機(jī)電化學(xué)相結(jié)合，成功研發(fā)出一種全新的鋰載體分子。這種分子如同一種神奇的“針劑”，能夠讓廢舊電池實(shí)現(xiàn)無損修復(fù)，顯著提升電池的使用壽命。
復(fù)旦團(tuán)隊(duì)的研究揭示了鋰電池壽命的奧秘，與人體健康相似，電池性能衰退往往源于核心部件——活性鋰離子的損失。針對(duì)這一問題，他們開發(fā)出一種類似“藥物”的鋰載體分子，通過簡單的注射方式，精準(zhǔn)地補(bǔ)充電池中流失的鋰離子。
在研發(fā)過程中，科研團(tuán)隊(duì)充分利用人工智能技術(shù)，將化學(xué)知識(shí)與分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)數(shù)字化相結(jié)合，構(gòu)建了龐大的數(shù)據(jù)庫。通過引入有機(jī)化學(xué)、材料工程技術(shù)等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，經(jīng)過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)與優(yōu)化，他們終于獲得了這種革命性的鋰離子載體分子。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用這種技術(shù)的鋰電池在經(jīng)歷上萬次的充放電循環(huán)后，仍能保持接近出廠時(shí)的健康狀態(tài)，容量保持在96%以上。電池的循環(huán)壽命從傳統(tǒng)的500至2000圈大幅提升至超過12000至60000圈，這一成果在國際上尚屬首次。
更令人振奮的是，這種鋰載體分子不僅效果顯著，而且成本可控。據(jù)初步估算，其在電池總成本中的占比不到10%，具備大規(guī)模商用的巨大潛力。該技術(shù)不僅適用于鋰離子電池的補(bǔ)鋰需求，還可廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)以及光儲(chǔ)一體化領(lǐng)域。
目前，復(fù)旦團(tuán)隊(duì)正在積極推進(jìn)鋰載體分子的規(guī)模化制備工作，并與國際知名的電池企業(yè)展開緊密合作，以期盡快將這一創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生活中，為鋰電池產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。
