中新社上海2月13日電 (記者 陳靜)鋰電池在充放電上萬次后，接受“一針注射治療”就能夠恢復(fù)到接近出廠時的狀態(tài)。中國研究團(tuán)隊的最新研究成果13日在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)主刊上發(fā)表。
該研究由復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程全國重點實驗室、纖維材料與器件研究院、高分子科學(xué)智能中心彭慧勝/高悅團(tuán)隊進(jìn)行。
團(tuán)隊提出打破電池基礎(chǔ)設(shè)計原則中鋰離子依賴共生于正極材料的理論，通過人工智能(AI)和有機(jī)電化學(xué)的結(jié)合，成功設(shè)計了鋰離子載體分子，將電池活性載流子和電極材料解耦。這種載體分子就像藥物一樣，可以通過打針的方式注入廢舊衰減的電池中，精準(zhǔn)補(bǔ)充電池中損失的鋰離子，實現(xiàn)容量的恢復(fù)。
這種對電池進(jìn)行“精準(zhǔn)治療”而不是“宣布死亡”的方式，為退役電池的處理提供了一種新方式。
據(jù)悉，電池中的活性鋰離子由正極材料提供，鋰離子損失消耗到一定程度后電池報廢，是鋰離子電池自1990年問世以來一直遵循的基本原則。如今，鋰電池已改變?nèi)藗兊纳罘绞剑圆荒芡耆珴M足當(dāng)前和未來世界的需求。團(tuán)隊提出大膽設(shè)想——設(shè)計鋰載體分子，將其注射進(jìn)電池，對電池中的鋰離子進(jìn)行單獨管控。
團(tuán)隊利用AI結(jié)合化學(xué)信息學(xué)，將分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)數(shù)字化，通過引入有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)、材料工程技術(shù)方面的大量關(guān)聯(lián)性質(zhì)，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，利用非監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)，進(jìn)行分子推薦和預(yù)測，成功獲得鋰離子載體分子——三氟甲基亞磺酸鋰(CF3SO2Li)。據(jù)介紹，研究相關(guān)的驗證實驗均在真實電池器件而非模型上完成，以充分暴露可能的問題并予以解決，從而推動下一步的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。
據(jù)悉，團(tuán)隊正在開展鋰離子載體分子的宏量制備，并與國際頂尖電池企業(yè)合作，力爭將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和商品。(完)