復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系彭慧勝/高悅團隊近期取得了一項革命性的電池技術(shù)突破。他們打破傳統(tǒng)電池設(shè)計原則,設(shè)計了一種全新的鋰載體分子,通過將其注入廢舊電池中,實現(xiàn)了電池容量的無損修復(fù),為電池“再生”提供了全新的解決方案。
該鋰載體分子如同一種特殊的“藥物”,通過“注射”的方式進入電池內(nèi)部,對電池中損失的鋰離子進行精準(zhǔn)補充。這一創(chuàng)新技術(shù)不僅延長了電池的循環(huán)壽命,使其從常規(guī)的500-2000次充放電提升至超過12,000-60,000次,而且保持了電池接近出廠時的健康狀態(tài)(96%容量)。在國際范圍內(nèi),這一成就尚屬首次。
為了實現(xiàn)這一突破,研究團隊歷時四年多,成功結(jié)合了AI和有機電化學(xué)技術(shù)。他們通過數(shù)字化分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì),構(gòu)建了龐大的數(shù)據(jù)庫,并利用非監(jiān)督機器學(xué)習(xí)進行分子推薦和預(yù)測。最終,他們成功合成了從未被報道過的鋰載體分子——三氟甲基亞磺酸鋰(CF3SO2Li)。
經(jīng)過嚴(yán)格的實驗驗證,這種鋰載體分子不僅符合嚴(yán)苛的性能要求,而且成本低廉、易于合成,與各類電池活性材料、電解液等組件具有良好的兼容性。目前,該分子已在軟包、圓柱、方殼和纖維狀鋰離子電池上實現(xiàn)了成功應(yīng)用。
值得注意的是,鋰載體分子的初期實驗驗證結(jié)果令人鼓舞,預(yù)計其在電池總成本中的占比不到10%,具備大規(guī)模商用的潛力。這一創(chuàng)新技術(shù)有望應(yīng)用于補鋰、儲能和光儲一體化等領(lǐng)域,為新能源領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。該成果以《重塑電池缺鋰?yán)Ь撑c壽命極限的外部供鋰技術(shù)》為題,于北京時間2月13日凌晨在《自然》雜志上發(fā)表。