2月13日ღ◈✿ღ，国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队新发现ღ◈✿ღ：通过一项新技术ღ◈✿ღ，可以对锂电池进行“精准治疗”ღ◈✿ღ，让废旧电池“重生”ღ◈✿ღ。复旦大学科研团队打破锂电池传统设计原则年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ，通过AI和有机电化学的结合ღ◈✿ღ，成功设计了一种锂载体分子ღ◈✿ღ，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ღ◈✿ღ，为电池产业变革提供关键技术支撑ღ◈✿ღ。
据复旦大学官方微信号2月13日消息ღ◈✿ღ，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ღ◈✿ღ，通过AI和有机电化学的结合年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ，成功设计了一种锂载体分子ღ◈✿ღ，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ღ◈✿ღ，为电池产业变革提供关键技术支撑ღ◈✿ღ。
电池中的活性锂离子由正极材料提供ღ◈✿ღ，锂离子损失消耗到一定程度后电池报废ღ◈✿ღ，是锂离子电池自1990年问世以来一直遵循的基本原则ღ◈✿ღ。但在这一原则下ღ◈✿ღ，锂电池已不能满足人类当前和未来的用电需求ღ◈✿ღ。
比如ღ◈✿ღ，电动车电池只能保证6-8年/1000-1500次充放电的高性能寿命ღ◈✿ღ；低温使用会加速电池变坏ღ◈✿ღ；储能电站和极端环境储能场景需要电池寿命提升一个数量级ღ◈✿ღ；即将到来的大规模电池退役回收ღ◈✿ღ，可能造成环境的污染和资源的浪费ღ◈✿ღ。
面对这些现实且紧迫的问题ღ◈✿ღ，彭慧胜/高悦团队一直思考如何通过基础研究创新来提供解决方案ღ◈✿ღ。通过原理分析和大量实验验证ღ◈✿ღ，他们发现电池衰减的核心原因是活性锂离子减少ღ◈✿ღ，而其他组分依旧完好ღ◈✿ღ。
“那为什么不像治病一样ღ◈✿ღ，开发变革性分子药物优发娱乐官网首页下载ღ◈✿ღ，对电池也进行精准ღ◈✿ღ、原位无损的锂离子补充ღ◈✿ღ，从而大幅延长它的寿命和服役时间ღ◈✿ღ，而不是判定死亡ღ◈✿ღ、报废回收？”在没有研究先例支撑的情况下年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ，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ღ◈✿ღ，设计一种锂载体分子ღ◈✿ღ，将其注射进电池优发官方app下载ღ◈✿ღ，ღ◈✿ღ，对电池中的锂离子进行单独管控ღ◈✿ღ。
这种载体分子就像药物一样ღ◈✿ღ，可以通过“打一针”的方式注入到废旧衰减的电池中ღ◈✿ღ，精准补充电池中损失的锂离子ღ◈✿ღ，实现电池容量的无损修复年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ，为退役电池的处理提供了一种新方式ღ◈✿ღ。
使用这一技术ღ◈✿ღ，电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态（96%容量）年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ，循环寿命从目前的500-2000圈提升到超过12000-60000圈ღ◈✿ღ，在国际上尚属首例ღ◈✿ღ。此外ღ◈✿ღ，电池材料必须含锂的束缚规则也被打破ღ◈✿ღ，使用绿色ღ◈✿ღ、不含重金属的材料构筑电池成为可能ღ◈✿ღ。
实现锂载体分子的设想ღ◈✿ღ，需要分子具备严格且复杂的物理化学性质ღ◈✿ღ，包括分子的电化学活性ღ◈✿ღ、分解电压的范围ღ◈✿ღ、溶解度ღ◈✿ღ、空气稳定性ღ◈✿ღ、化学稳定性ღ◈✿ღ、酸碱性ღ◈✿ღ、分解产物的成分ღ◈✿ღ、反应动力学ღ◈✿ღ、分子可合成性和成本ღ◈✿ღ。这样的分子机制学界尚无先例ღ◈✿ღ，无法通过传统研究范式ღ◈✿ღ，即依靠经验和直觉进行设计ღ◈✿ღ。为此ღ◈✿ღ，团队采用了人工智能辅助的全新能源分子设计方法ღ◈✿ღ。
历时四年多的探索ღ◈✿ღ，团队成功结合AI和有机电化学ღ◈✿ღ，将分子结构和性质数字化ღ◈✿ღ，通过引入有机化学ღ◈✿ღ、电化学ღ◈✿ღ、材料工程技术方面的大量关联性质ღ◈✿ღ，构建数据库ღ◈✿ღ，利用非监督机器学习ღ◈✿ღ，进行分子推荐和预测ღ◈✿ღ，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）ღ◈✿ღ，让AI for Science理念真正落地ღ◈✿ღ。
在传统认知中ღ◈✿ღ，通用有机分子库中的不同分子在生命健康优发娱乐官网首页下载ღ◈✿ღ、化学化工等领域“各司其职”ღ◈✿ღ。“电池领域的有机分子数据库是不存在的年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ，所以我们利用电化学和化学信息学知识寻找和收集了大量具有潜在功能的分子片段ღ◈✿ღ，将其化学信息转化为数字符号ღ◈✿ღ，并将它们重新组合ღ◈✿ღ、生成新的分子优发国际注册平台ღ◈✿ღ。ღ◈✿ღ，形成具备特定性质的能源分子库ღ◈✿ღ。”高悦介绍ღ◈✿ღ。
合成这种分子后ღ◈✿ღ，团队验证了其符合锂离子载体所需的各种严苛性能要求ღ◈✿ღ，且成本低ღ◈✿ღ、易合成ღ◈✿ღ，和各类电池活性材料ღ◈✿ღ、电解液以及其他组分有良好的兼容性ღ◈✿ღ，成功在软包ღ◈✿ღ、圆柱优发娱乐官网首页下载ღ◈✿ღ、方壳和纤维状锂离子电池器件上实现应用ღ◈✿ღ。
目前ღ◈✿ღ，锂载体分子已通过初期实验验证ღ◈✿ღ，预计在电池总成本中占比不到10%ღ◈✿ღ，具备大规模商用潜力ღ◈✿ღ，可用于补锂ღ◈✿ღ、储能ღ◈✿ღ、光储一体化ღ◈✿ღ。团队正在开展锂载体分子的宏量制备ღ◈✿ღ，并与国际顶尖电池企业合作ღ◈✿ღ，力争将技术转化为产品和商品ღ◈✿ღ，助力国家在新能源领域的引领性发展ღ◈✿ღ。
“如果未来能够通过打针修复电池ღ◈✿ღ，让电池实现循环使用ღ◈✿ღ，就可以从源头解决电池大规模报废的问题ღ◈✿ღ，使产业生态走向智能化优发国际ღ◈✿ღ、环保化ღ◈✿ღ。”团队期待该项成果早日走向应用ღ◈✿ღ，为推动经济可持续发展和环境保护提供关键技术支撑ღ◈✿ღ。
据央视新闻ღ◈✿ღ，复旦大学高分子科学系研究团队成员 高悦ღ◈✿ღ：我们的技术可以实现精准治疗ღ◈✿ღ，使它能在使用之后ღ◈✿ღ，还能够恢复到初始的状态ღ◈✿ღ。一个商用的磷酸铁锂电池ღ◈✿ღ，按照以往来说ღ◈✿ღ，在使用2000次之后ღ◈✿ღ，就会容量衰减ღ◈✿ღ、报废ღ◈✿ღ。有了这项技术ღ◈✿ღ，可以使它在使用12000次之后ღ◈✿ღ，还能够保持一个接近于初始电池的“健康”状态ღ◈✿ღ。
这个像“药物”一样的锂载体分子是怎么找出来的呢？科研团队利用人工智能技术结合化学知识ღ◈✿ღ，将分子结构和性质数字化ღ◈✿ღ，通过引入有机化学ღ◈✿ღ、材料工程技术等方面大量的关联知识ღ◈✿ღ，构建数据库ღ◈✿ღ，在多次实验后获得了这种新的锂离子载体分子ღ◈✿ღ。
复旦大学高分子科学系研究团队成员 高悦ღ◈✿ღ：这种分子不仅修复商用电池的效果非常好ღ◈✿ღ，成本也非常低ღ◈✿ღ，它还可以帮助开发新的绿色电池ღ◈✿ღ。
目前优发娱乐官网首页下载ღ◈✿ღ，这项技术已经通过多种电池的测试ღ◈✿ღ，并与国际顶尖电池公司展开合作ღ◈✿ღ，希望能尽快应用到实际生活中ღ◈✿ღ。
另据央视新闻此前消息ღ◈✿ღ，中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研团队在全固态锂电池领域取得突破ღ◈✿ღ，有望让电子设备小型化ღ◈✿ღ、长续航的梦想成为现实ღ◈✿ღ。这一成果2024年7月31日在国际学术期刊《自然-能源》发表ღ◈✿ღ。
这种新材料兼具高离子电导率ღ◈✿ღ、高电子电导率ღ◈✿ღ，比传统的电池材料（层状氧化物正极材料）高出1000倍以上ღ◈✿ღ。这意味着ღ◈✿ღ，即便不依赖导电助剂ღ◈✿ღ，正极也能顺畅地完成充放电过程ღ◈✿ღ，显著提升了电池的整体性能ღ◈✿ღ。
全固态锂电池听起来很理想ღ◈✿ღ，实则研发中也面临一些问题ღ◈✿ღ，主要是电池正极内部的不同材料在化学和物理性质上很难完美匹配ღ◈✿ღ，产生多种界面问题ღ◈✿ღ，进而影响电池的能量密度和使用寿命ღ◈✿ღ。为了解决这个问题ღ◈✿ღ，科研团队开发了一种新的材料均质化正极材料（锂钛锗磷硫硒）ღ◈✿ღ。
这项研究对开发高能量密度优发娱乐官网首页下载ღ◈✿ღ、长使用寿命的储能设备ღ◈✿ღ，为新能源汽车优发娱乐官网首页ღ◈✿ღ，ღ◈✿ღ、储能电网ღ◈✿ღ、深海深空装备等提供安全ღ◈✿ღ、耐久的动力源提供了技术支撑ღ◈✿ღ，对开发新型储能体系等具有重要意义ღ◈✿ღ。
二级市场上ღ◈✿ღ，2月13日ღ◈✿ღ，锂电池概念股表现活跃ღ◈✿ღ，截至2月13日午盘ღ◈✿ღ，瑞泰新材年轻的母亲中字巴巴鱼汤饭ღ◈✿ღ、领湃科技ღ◈✿ღ，20%涨停优发娱乐官网首页下载ღ◈✿ღ。力王股份涨超18%ღ◈✿ღ，贝瑞特ღ◈✿ღ、灵鸽科技等涨超10%ღ◈✿ღ。
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