中新網(wǎng)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(shí)的健康狀態(tài)，循環(huán)壽命從目前的500圈-2000圈提升到12000圈-60000圈……在中國學(xué)者們的努力下，這成為現(xiàn)實(shí)。復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、纖維材料與器件研究院、高分子科學(xué)智能研究中心彭慧勝/高悅團(tuán)隊(duì)的研究成果，13日在《自然》(Nature)主刊上發(fā)表。

團(tuán)隊(duì)提出打破電池基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則中鋰離子依賴共生于正極材料的理論，通過AI和有機(jī)電化學(xué)的結(jié)合，成功設(shè)計(jì)了從未被報(bào)道的鋰載體分子，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“打一針”的方式注入到廢舊衰減的電池中，精準(zhǔn)補(bǔ)充電池中損失的鋰離子，實(shí)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(bào)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，鋰電池已經(jīng)改變了人們的生活方式，但仍不能完全滿足當(dāng)前和未來世界的需求。團(tuán)隊(duì)提出了大膽設(shè)想——設(shè)計(jì)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(dú)管控。

團(tuán)隊(duì)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，成功獲得從未被報(bào)道的鋰離子載體分子——三氟甲基亞磺酸鋰(CF3SO2Li)。研究相關(guān)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)都是在真實(shí)電池器件而非模型上完成，以此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)透露，團(tuán)隊(duì)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，助力國家在新能源領(lǐng)域的引領(lǐng)性發(fā)展。(完)