北京
新华社上海2月13日电（记者吴振东、陈杰）当内部活性锂离子消耗殆尽，锂电池是否只有报废这一条路？复旦大学高分子科学系彭慧胜/高悦团队提供了全新路径，他们创新设计出锂载体分子，这种分子可像药物一样，以“打一针”的方式注入废旧或衰减的锂电池中，精准补充损失的锂离子，实现容量恢复，从而大幅延长电池的寿命。北京时间2月13日，相关成果发表在国际学术期刊《自然》上。
科研团队成员、复旦大学高分子科学系青年研究员高悦表示，经过对电池基本原理的深入分析和大量实验验证，团队发现电池衰减和人类生病一样，是某个“核心组件”发生了异常，其他部分仍然完好，“那为什么不选择‘治病’，开发变革性功能材料，对电池进行精准、原位无损的锂离子补充，从而延长其寿命？”基于此，团队提出大胆设想——设计锂载体分子，将其注射进电池，对电池中的锂离子进行单独管控。
据介绍，锂载体分子需具备严格且复杂的物理化学性质，而这种分子机制此前未见报道先例，无法依靠理论和经验进行设计。为此，团队利用人工智能，结合化学信息学，将分子结构和性质数字化，引入有机化学、电化学、材料工程技术方面大量关联性质，构建数据库，并通过机器学习进行分子推荐和预测，最终成功获得了锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂。
合成这种分子后，团队验证了其符合各种严苛的性能要求，且成本低、易合成，和各类电池活性材料、电解液等有良好的兼容性。通过在真实锂电池器件上的实验证明，新技术可使电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态，循环寿命从目前普遍的500至2000圈提升到12000至60000圈。
“无论是实现电池寿命的延长，还是避免大规模报废造成的环境污染和资源浪费，‘精准治疗’都是一种可行的技术方案。”高悦表示，团队正在开展锂载体分子的宏量制备，并与电池企业合作，力争将技术转化为产品和商品，助力我国在新能源领域的引领性发展。（完）
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