在日常生活里，從智能手機(jī)到電動自行車，再到大型儲能系統(tǒng)，鋰電池已無處不在地融入人們的日常生活中。然而，隨著時間的推移，這些電池逐漸面臨性能衰退的問題。鋰離子的不斷流失導(dǎo)致手機(jī)電池難以充電，電動車?yán)m(xù)航縮短，特別是在寒冷環(huán)境下，電池性能更是大打折扣。同時，廢舊電池的數(shù)量也在迅速增加，成為亟待解決的環(huán)境問題。
近日，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系的一支科研團(tuán)隊(duì)傳來振奮人心的消息。他們打破傳統(tǒng)，通過人工智能技術(shù)與有機(jī)電化學(xué)的巧妙結(jié)合，成功設(shè)計(jì)出一種革命性的鋰載體分子。這種分子能夠?yàn)閺U舊電池提供一種“無創(chuàng)修復(fù)”方案，從而顯著提升鋰電池的使用壽命，延長幅度甚至可達(dá)一到兩個數(shù)量級。這一研究成果已在國際權(quán)威期刊《自然》上發(fā)表。
復(fù)旦大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)將電池的“壽命”比作人體健康，指出問題的關(guān)鍵在于活性鋰離子的流失。如果能夠精準(zhǔn)地補(bǔ)充這些損失的鋰離子，電池的壽命將得以大幅延長。基于這一理念，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種類似于“藥物”的鋰載體分子，通過注射的方式直接為電池補(bǔ)充鋰離子。
在研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)充分利用人工智能技術(shù)，將分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)數(shù)字化，并結(jié)合有機(jī)化學(xué)和材料工程技術(shù)等方面的知識，構(gòu)建了龐大的數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化，他們終于獲得了這種新型的鋰離子載體分子。
據(jù)透露，采用這一技術(shù)后，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的健康狀態(tài)，容量保持率高達(dá)96%。電池的循環(huán)壽命也從目前的500至2000次提升至超過12000至60000次，這一成就在國際上尚屬首次。
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%，具有廣闊的大規(guī)模商用前景。該技術(shù)不僅可用于鋰離子電池的修復(fù)和延長壽命，還可應(yīng)用于儲能系統(tǒng)以及光儲一體化領(lǐng)域。
目前，復(fù)旦大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)正在積極推進(jìn)鋰載體分子的規(guī)模化制備工作，并與國際領(lǐng)先的電池企業(yè)展開合作，期望能夠盡快將這一創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，為人們的生活帶來更多便利。
