記者從復(fù)旦大學(xué)獲悉,，該校高分子科學(xué)系,、聚合物分子工程全國重點實驗室彭慧勝/高悅團隊提出了打破電池基礎(chǔ)設(shè)計原則中鋰離子依賴共生于正極材料的理論，通過AI和有機電化學(xué)的結(jié)合,，成功設(shè)計了從未被報道的鋰載體分子,。相關(guān)研究成果日前在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。

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,，這是鋰離子電池自1990年問世以來一直遵循的基本原則。研究團隊深入分析了電池基本原理,，并進行了大量實驗驗證,，發(fā)現(xiàn)電池衰減和人生病一樣，是某個核心組件發(fā)生了異常,，其他部分仍舊保持完好,。在沒有任何研究先例支撐的情況下，研究團隊提出了大膽設(shè)想——設(shè)計鋰載體分子,，將其注射進電池,，對電池中的鋰離子進行單獨管控。要實現(xiàn)鋰載體分子的設(shè)想,，需要分子具備嚴格且復(fù)雜的物理化學(xué)性質(zhì),，包括分子的電化學(xué)活性、溶解度,、空氣穩(wěn)定性,、反應(yīng)動力學(xué)、成本等,，這樣的分子機制是沒有先例報道的,，無法通過傳統(tǒng)研究范式即依靠理論和經(jīng)驗進行設(shè)計。

為此,，研究團隊利用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)督機器學(xué)習(xí),，進行分子推薦和預(yù)測，成功獲得了鋰離子載體分子——三氟甲基亞磺酸鋰。該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)補充電池中損失的鋰離子，實現(xiàn)容量的回復(fù),，對電池進行“精準(zhǔn)治療”而不是“宣布死亡”,，為退役電池的處理提供了一種新方式。

據(jù)了解,，使用這一技術(shù),，電池在充放電上萬次后仍展現(xiàn)出接近出廠時的健康狀態(tài)，循環(huán)壽命從目前的500~2000圈提升到超過12000~60000圈,。此外,，電池材料必須含鋰的束縛規(guī)則也被打破，使用綠色,、不含重金屬的材料構(gòu)筑電池成為可能,。眼下，研究團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，助力國家在新能源領(lǐng)域的引領(lǐng)性發(fā)展,。

（編輯：月兒）