锂电池“返老还童”重新增寿成为可能 复旦新成果正式发布

一直以来，新能源车电池衰减问题都是行业关注的焦点，有评估报告显示，新能源车电池在四年内的容量衰减可能接近25%。

电池衰减的主要原因包括化学特性和使用过程中的损耗。电池在充放电过程中，锂离子会在交换膜中穿梭，多次循环后部分锂离子失去活性并沉积在电池内部，形成电绝缘外壳，导致电池性能下降‌。另外，温度变化和快充也会加速电池衰减。快充虽然方便，但高倍率充电会损害电解液和电芯，导致电池性能显著下降。

那么，有什么办法能够让衰减后的锂电池重新焕发生命力，“返老还童”重新增寿呢？别说，锂电池增寿并非天方夜谭，还真的被人给研究出来了。

复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室、纤维材料与器件研究院、高分子科学智能中心彭慧胜/高悦团队完成的最新成果显示。他们可以当锂电池的寿命即将终结时给它“注射”一针新分子，注射之后它就可以恢复原本的充电容量，甚至可以让原本只能保证6-8年/1000-1500次充放电的电池获得10000次的充放电能力，而且电池的健康水平会和出厂的时候几乎保持一致。

该研究成果和相关研究内容以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》为题，2月13日发表在《自然》主刊上。

关于如何延长锂电池的寿命，彭慧胜、高悦团队进行了深度的思考，最终，他们提出打破电池基础设计原则中锂离子依赖共生于正极材料的理论，通过AI和有机电化学的结合，成功设计了新的锂载体分子，将电池活性载流子和电极材料解耦。

高悦表示：这种载体分析可以像药物一样，通过“打针”的方式注入废旧衰减的电池中，达到精准补充电池中损失的锂离子，恢复容量的目的。而且采用该技术后，不但能使得电池健康恢复出厂状态，电池的循环寿命还可以从500-2000圈提升至超12000-60000圈。而且电池材料必须含锂的束缚规则也被一并打破。

而为了获得这种可以给锂电池“一夜回春”的材料，彭慧胜、高悦团队利用AI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、材料工程技术方面的大量关联性质，构建数据库，利用非监督机器学习，进行分子推荐和预测，成功获得了从未被报道的锂离子载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）。

合成新分子后，该团队还通过一系列的实验验证了其具备各种严苛的性能要求，且成本低、易合成。而且他们的验证实验均是在真实电池器件上完成的。

目前该团队正在开展锂离子载体分子的宏量制备，未来，他们还会和国际顶尖电池企业合作，继续努力，争取做到将技术转化为产品和商品，一旦这一转化成功，新能源锂电池的进步将使得新能源车的发展再次加快脚步。‌