锂电池焕发新生！复旦大学科研团队再现新突破
锂电池技术再进化：科研团队突破重围，焕发新生
2月13日更新，从智能手机、电动汽车到能源存储系统，锂电池已成为日常生活中不可或缺的一部分。
由于在使用过程中不断损失锂离子，手机电池用久了便会出现充不进电的情况，而电动车充满电后可行驶的里程数也会逐渐减少。特别是在寒冷地区，电池故障的发生率更高，导致废旧电池的数量不断增加。 这种现象揭示了锂电池技术目前所面临的局限性。尽管锂电池已经取得了显著的进步，并在许多领域得到了广泛应用，但其性能会随着时间和使用的频率而逐渐衰退。这不仅影响了消费者的使用体验，还带来了环境污染的风险。因此，开发更耐用、更环保的电池技术成为了当务之急。此外，加强对废旧电池的回收利用也显得尤为重要，以减轻对环境的压力。
今日，“复旦大学”公众号发文，称复旦高分子科学系团队打破锂电池传统设计原则，通过AI和有机电化学的结合，成功设计了一种锂载体分子，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。
该成果今天凌晨在《自然》（Nature）上发表。
复旦大学的研究团队最近揭示了一个有趣的现象：电池的使用寿命与人的健康状况有着惊人的相似之处。他们发现，电池的问题通常集中在某一个关键部位——活性锂离子上。就像人体健康可能因为某一器官或系统的衰弱而受到严重影响一样，电池性能的下降也常常归因于这部分关键元素的状态。 这一发现不仅加深了我们对电池老化机制的理解，也为延长电池寿命提供了新的思路。通过针对性地优化活性锂离子的工作环境和状态，或许能够有效延缓电池性能衰退的速度，从而提高其整体使用寿命。这无疑为未来的电池设计和维护提供了一条潜在的有效路径。
如果能够精确地补充电池中损失的锂离子，那么将有可能显著延长电池的使用寿命。这一技术突破不仅有望解决当前电池续航能力不足的问题，还可能对电动汽车和可再生能源存储领域产生深远影响。随着科研人员不断探索更高效的方法来恢复电池内部锂离子的数量，我们或许很快就能看到这一技术的实际应用成果。这不仅会提升消费者的使用体验，还将推动整个行业的技术进步。
基于这一理念，研究团队设计了一种类似“药物”的锂载体分子，能够通过注射方式向电池中补充锂离子。
科研团队利用人工智能技术与化学知识相结合，成功地将分子结构和性质进行了数字化处理，并通过引入大量有机化学、材料工程等领域的关联知识，构建了一个庞大的数据库。经过多次实验，他们最终获得了一种新型的锂离子载体分子。 这一突破性进展不仅展示了人工智能在科学研究中的巨大潜力，还为未来能源存储技术的发展开辟了新路径。随着这项技术的进一步成熟，我们有望看到更加高效、稳定的电池产品问世，从而推动电动汽车和其他依赖高能电池设备的广泛应用。此外，这种创新方法也为其他复杂科学问题提供了新的解决方案思路，显示了跨学科合作的重要性和价值。
据介绍，采用该技术，电池在充放电超过一万次后仍保持接近初始状态的健康水平（96%容量）。其循环寿命从现有的500-2000次显著提升至超过12000-60000次，在国际上尚无先例。
目前，锂传输分子已在初步实验中得到验证，预计其在电池总成本中的占比不足10%，展现出大规模商业应用的潜力。这种技术可以应用于补锂、储能以及光储一体化领域。
团队正在开展锂载体分子的宏量制备，并与国际顶尖电池企业合作，希望这一创新能够尽快转化为实际应用，为未来的能源存储技术提供强有力的支持。 这种合作不仅体现了科研机构与产业界之间的紧密联系，也展示了在推动新能源技术进步方面的积极态度。通过宏量制备锂载体分子，有望显著提升电池性能，降低生产成本，从而加速电动汽车等领域的技术革新。此外，这也表明中国在新能源材料研究方面已经走在了世界前列，未来有望在全球能源转型中发挥更加重要的作用。