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平安银行宅易通全国统一客服电话
2025-02-25 00:43:16
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锂电池

在人们的(de)生活中无处不在

但目前而言

最长寿命都只有6-8年

复旦大学高分子科学系

彭慧胜/高悦团队

打(da)破锂电池传统设计原则

通过AI和有机电化学的(de)结合

设计一种锂载体分子

让废旧电池“打(da)一针”就可无损修复

将(jiang)锂电池寿命提升1-2个数量级

为电池产业变(bian)革提供(gong)关键技(ji)术支撑

该成果以《外部供(gong)锂技(ji)术突破电池的(de)缺锂困境和寿命界限》(External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries)为题,于北京时间2月13日(ri)凌晨在《自然》(Nature)上发表。

大规模电池退役回收,可能(neng)造成环境的(de)污染和资源的(de)浪费(fei)。复旦大学彭慧胜/高悦团队发现,电池衰减的(de)核心原因是活性锂离子减少,而其他(ta)组(zu)分依旧完好

于是,团队大胆设想(xiang)——打(da)破电池基础设计原则中锂离子依赖共生于正极材(cai)料的(de)理论(lun),设计一种锂载体分子,将(jiang)其注射(she)进电池,对电池中的(de)锂离子进行(xing)单独管(guan)控。这种载体分子就像药物一样,可以通过“打(da)一针”的(de)方式(shi)注入到废旧衰减的(de)电池中,精(jing)准补(bu)充电池中损失的(de)锂离子,实现电池容量的(de)无损修复。

历时四(si)年多的(de)探索,团队成功结合AI和有机电化学,将(jiang)分子结构(gou)和性质数字化,通过引入有机化学、电化学材(cai)料工程技(ji)术方面的(de)大量关联性质,构(gou)建数据库,利用非监督机器学习,进行(xing)分子推荐和预(yu)测,成功获得了(le)从未被报道的(de)锂载体分子——三氟甲基亚磺(huang)酸锂(CF3SO2Li),让AI for Science理念真正落地(di)

合成这种分子后,团队验证了(le)其符(fu)合锂离子载体所需的(de)各种严苛性能(neng)要求,且成本低、易合成,和各类电池活性材(cai)料、电解(jie)液以及其他(ta)组(zu)分有良好的(de)兼(jian)容性,成功在软包、圆柱、方壳(ke)和纤维状锂离子电池器件上实现应用。

目前,锂载体分子已通过初期实验验证,预(yu)计在电池总成本中占比不到10%,具备大规模商(shang)用潜(qian)力,可用于补(bu)锂、储能(neng)、光储一体化。

复旦大学高分子科学系彭慧胜/高悦团队

“如果未来能(neng)够通过‘打(da)针’修复电池,让电池实现循环使用,就可以从源头解(jie)决电池大规模报废的(de)问(wen)题,使产业生态走向智(zhi)能(neng)化、环保化。”当前,团队正在开展锂载体分子的(de)宏量制备,并与国际顶尖电池企(qi)业合作,力争将(jiang)技(ji)术转化为产品和商(shang)品,助(zhu)力国家在新(xin)能(neng)源领(ling)域的(de)引领(ling)性发展。

来源:上海杨浦

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