复旦团队“打针”修复锂电池，寿命提升百倍登《自然》

复旦大学高分子科学系的研究团队近日取得了一项突破性进展，他们通过结合人工智能（AI）与有机电化学，颠覆了锂电池的传统设计理念。这项创新技术允许废旧电池通过简单的“注射”过程实现无损修复，极大地延长了锂电池的使用寿命，为电池产业带来了革命性的变化。

该团队由彭慧胜和高悦教授领导，他们的研究成果以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》为题，在知名科学期刊《自然》上发表。这项研究的核心在于设计了一种独特的锂载体分子，这一创新打破了锂电池自诞生以来一直遵循的基本原则——即活性锂离子完全依赖于正极材料的提供。

传统上，当电池中的锂离子消耗到一定程度后，电池就会报废。然而，这一团队提出并验证了一种全新的方法，即设计一种锂载体分子，并将其注入电池中，从而实现对锂离子的独立管理。这种分子就像一种“药物”，能够精确地补充电池中损失的锂离子，使电池恢复接近出厂时的容量和健康状态。

实验结果显示，使用这种技术的电池在经历上万次充放电循环后，仍能保持高达96%的初始容量。这意味着电池的循环寿命从目前的500至2000次提升到了12000至60000次，这在国际上是前所未有的。这项技术还打破了电池材料必须含锂的限制，为使用绿色、不含重金属的材料构建电池提供了新的可能性。

这项研究的成功离不开团队四年多的不懈努力。他们利用AI技术，将分子结构和性质数字化，并构建了包含大量关联性质的数据库。通过非监督机器学习，团队成功预测并推荐了一种从未被报道过的锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）。这种分子不仅成本低廉、易于合成，而且与各种电池活性材料、电解液以及其他组件具有良好的兼容性。

目前，该锂载体分子已经通过了初期的实验验证，预计其在电池总成本中的占比不到10%，具有巨大的商用潜力。它不仅可以用于补充电池中的锂离子，还可以应用于储能和光储一体化领域。团队正在积极开展锂载体分子的宏量制备工作，并与国际顶尖的电池企业合作，努力将这一技术转化为实际的产品和商品，以推动国家在新能源领域的领先发展。