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往廢舊衰(shuai)減的鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池中“打(da)一針”，再充一次電(dian)(dian)(dian)，便能讓它(ta)恢(hui)復至(zhi)接近出(chu)廠時的狀(zhuang)態。日前，復旦大學(xue)高分(fen)子(zi)科學(xue)系、聚合(he)物分(fen)子(zi)工程全國(guo)重點實驗(yan)室、纖維(wei)材料與器件研(yan)究院、高分(fen)子(zi)科學(xue)智能中心彭慧勝/高悅團隊，利用(yong)人工智能輔助(zhu)開發新分(fen)子(zi)，對鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池進行“精準(zhun)治療”突破(po)現有壽命極限，相關研(yan)究成果以《外部(bu)供鋰(li)技術(shu)突破(po)電(dian)(dian)(dian)池的缺鋰(li)困境和壽命界限》為題，發表(biao)在《自然》主(zhu)刊(kan)上。
團隊提(ti)出了(le)打(da)破電(dian)池(chi)基礎(chu)設計(ji)原則中鋰離子依賴共生(sheng)于(yu)正(zheng)極(ji)材料(liao)的(de)(de)理論，通過人(ren)工智能和有(you)機電(dian)化學的(de)(de)結合，成功設計(ji)了(le)從未(wei)被報道(dao)的(de)(de)鋰載(zai)體分子，將電(dian)池(chi)活(huo)性(xing)載(zai)流子和電(dian)極(ji)材料(liao)解耦。這種載(zai)體分子就像(xiang)藥物一樣，可(ke)(ke)以通過“打(da)一針”的(de)(de)方(fang)式(shi)注(zhu)入廢舊衰減的(de)(de)電(dian)池(chi)中，精準補充電(dian)池(chi)中損失(shi)的(de)(de)鋰離子，對電(dian)池(chi)進行(xing)“精準治療”，為退役電(dian)池(chi)的(de)(de)處理提(ti)供了(le)一種新方(fang)式(shi)。使(shi)用(yong)這一技術，電(dian)池(chi)在充放電(dian)上萬次(ci)后仍能展現出接近出廠時的(de)(de)健康狀態，循環壽命從目(mu)前的(de)(de)500—2000圈提(ti)升到12000—60000圈。此(ci)外，電(dian)池(chi)材料(liao)必須含(han)(han)鋰的(de)(de)束(shu)縛規則也被打(da)破，使(shi)用(yong)綠色、不含(han)(han)重金屬(shu)的(de)(de)材料(liao)構筑電(dian)池(chi)成為可(ke)(ke)能。
研究團(tuan)隊利用人工智能結(jie)合化(hua)學信息學，將分子結(jie)構和(he)性質(zhi)數字化(hua)，通過(guo)引入有機化(hua)學、電化(hua)學、材料工程(cheng)技術方面的大量關聯性質(zhi)，構建數據庫，利用非監(jian)督(du)機器學習，進行分子推薦(jian)和(he)預測(ce)，成功獲得了鋰(li)離子載體分子——三氟甲(jia)基亞磺酸鋰(li)。
團隊合成這種(zhong)分子后，驗(yan)證了(le)其(qi)具備各(ge)種(zhong)嚴苛的(de)性能(neng)要求，且成本低易(yi)合成，和(he)各(ge)類電(dian)池活性材料(liao)、電(dian)解(jie)液以及其(qi)他組分有(you)良好(hao)的(de)兼容性，成功在(zai)軟(ruan)包、圓柱、方殼和(he)纖維狀鋰(li)離(li)(li)子電(dian)池器件上實現(xian)應用(yong)。目前，團隊正在(zai)開(kai)展鋰(li)離(li)(li)子載(zai)體分子的(de)宏量(liang)制備，并與(yu)國際頂(ding)尖(jian)電(dian)池企業(ye)合作，力(li)爭將技(ji)術轉(zhuan)化為產品和(he)商品，助力(li)國家在(zai)新能(neng)源領域的(de)引領性發展。
作者：記者 任朝霞
《中國教育報》2025年02月14日 第01版(ban) 版(ban)名：要(yao)聞(wen)
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