卢力媛 科技日报记者 王春
手机、电脑、电动车……如今,许多“以电为生”的机器,成为我们生活、办公、出行等的必需品。锂电池是这些机器的主要供能方式之一。然而,随着充放电次数的增加,锂电池会衰老甚至变坏,给人们带来电量不足的焦虑,而且报废的电池还可能造成环境污染和资源浪费。能否像给人看病一样,给“衰老生病”的电池打一针,让电池“满血复活”?这个听起来有点科幻的想法被我国科学家成功实现。
复旦大学彭慧胜团队、高悦团队,通过将人工智能(AI)和有机电化学结合,成功设计出从未被报道的锂载体分子。该载体分子就像药物一样,可以通过“打一针”的方式注入到废旧衰减的电池中,精准补充电池中损失的锂离子,实现容量的恢复。使用这一技术,电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态,循环寿命从目前的500—2000圈提升到1.2万—6万圈,在国际上尚无先例报道。相关研究成果于2月13日在《自然》上发表。
团队通过引入有机化学、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。经过研究,团队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。
经验证,三氟甲基亚磺酸锂具备各种严苛的性能要求,且成本低易合成,与各类电池活性材料、电解液以及其他组分有良好的兼容性。该分子成功在软包、圆柱、方壳和纤维状锂离子电池器件上实现应用。