复旦科研团队重大原创结果发表 衰减锂电池“打一针”复活

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复旦科研团队重大原创结果发表
衰减锂电池“打一针”复活
手机或电动车锂电池衰减后，等候它的每每是报废的命运。如同人生病，电池衰减只是锂离子越来越少，其他部分仍保持完好，是否可以“打一针”增补锂离子让其“死去活来”呢？
这一看上去有些“疯狂”的想法，已被复旦大学高分子科学系彭慧胜/高悦团队在实行室实现。通过“精准治疗”，锂电池在充放电上万次后仍接近出厂时的“健康”状态，循环寿命从现在的500—2000圈提拔到凌驾12000—60000圈，这在国际上尚属初次。今天，这一重大原创结果在国际权势巨子学术期刊《天然》发表。
打破电池设计原则
锂电池广泛应用于电子装备、交通工具和储能电站等，极大地改变了人们的生存方式。锂离子消耗到肯定程度后天然报废。
创新，正是对“惯例”的挑战。
“着实我在读博士时就有了这个念头，直到入职复旦，这里有着很好的科研‘泥土’，我也有了自己的团队，这才开始付诸实行。”复旦大学高分子科学系青年研究员高悦告诉记者，尽管自己从事底子科学研究，但他盼望办理的是能源领域最紧迫的问题。
当下，电动车电池只能包管6—8年的高性能寿命；低温利用会加速电池变坏；即将到来的大规模电池报废，大概造成环境污染和资源浪费……
在高悦看来，未来会是一个高度电气化的世界，因此亟须变革电池技能，以实现大规模长时储能。
创新，来自跨界的开导。
从天然产物全合成到免疫治疗，从3D打印到有机材料和器件，一次次跨界研究履历塑造了高悦的“科学想象力”。
在没有任何研究先例支撑的情况下，团队提出大胆假想——打破电池一直的设计原则，将活性锂离子“注射”进电池。
AI辅助筛选分子
首先需要找到合适的活性锂离子。假如沿用传统研究范式，即依靠理论和履历来设计，将是一个旷日长期的过程。
得益于复旦大学深化科研范式变革和推动科学智能生态建设，高分子科学系成立了科学智能中心，支持师生利用AI探索未知的分子世界。
研究团队通过AI的辅助，从300余万个假造分子中筛选并人工合成了锂离子载体分子——三氟甲基亚磺酸锂，研究人员将其称之为“锂药物”。
记者在实行室得以一睹其真容——一种白色粉末。它可溶解在电解液里，经“打一针”注入废旧衰减的电池中，充电后锂电池就会“满血复活”。
“锂药物”就像一个“搬运工”，只运送锂离子，并不改变锂电池原有布局和生产方式，理论上也不会新增大概的风险，从而实现无损修复电池。
此外，这一“无中生有”的白色粉末，不光易合成而且成本低廉，未来可大规模制备。
与国际顶尖电池企业合作
“打一针”后的锂电池还能用多久？
“充放电12000次后的衰减率是4%，这相当于每天充电两次的电动车电池，可以利用18年，18年后的衰减率是4%。而现有的电动车电池假如每天充电两次，仅2.73年后，衰减率就达到30%。”高悦说。
这意味着，经“多次注射”未来锂电池将不再有报废的概念，还可助力大规模储能。
此外，锂电池在制作时必须含锂的束缚规则也被打破。“现在很多不含锂的绿色材料无法用于制作电池，未来我们可以直接把锂离子注射进电池，云云一来，利用环保、不含重金属的材料构筑电池成为大概。”(记者 黄海华)
这一原创技能何时可以落地应用？
高悦告诉记者，相干验证明验都是在真实电池器件而非模型上完成，团队正在开展锂离子载体分子的大规模制备，并与国际顶尖电池企业展开合作，力争早日将这一技能转化为产品和商品。

来源：https://www.toutiao.com/article/7470845285715984936
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