中新社上海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”就能夠恢復到接近出廠時的狀態(tài)。中國研究團隊的最新研究成果13日在國際著名學術(shù)期刊《自然》(Nature)主刊上發(fā)表。
該研究由復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程全國重點實驗室、纖維材料與器件研究院、高分子科學智能中心彭慧勝/高悅團隊進行。
團隊提出打破電池基礎(chǔ)設(shè)計原則中鋰離子依賴共生于正極材料的理論,通過人工智能(AI)和有機電化學的結(jié)合,成功設(shè)計了鋰離子載體分子,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,可以通過打針的方式注入廢舊衰減的電池中,精準補充電池中損失的鋰離子,實現(xiàn)容量的恢復。
這種對電池進行“精準治療”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,鋰電池已改變?nèi)藗兊纳罘绞�,但仍不能完全滿足當前和未來世界的需求。團隊提出大膽設(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。
團隊利用AI結(jié)合化學信息學,將分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)數(shù)字化,通過引入有機化學、電化學、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)督機器學習,進行分子推薦和預測,成功獲得鋰離子載體分子——三氟甲基亞磺酸鋰(CF3SO2Li)。據(jù)介紹,研究相關(guān)的驗證實驗均在真實電池器件而非模型上完成,以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)悉,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。(完)
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編輯:王丹沁