復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用AI輔助開發(fā)新分子
對(duì)電池“精準(zhǔn)治療”突破現(xiàn)有壽命極限

中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞）往廢舊衰減的鋰電池中“打一針”，再充一次電，便能讓它恢復(fù)至接近出廠時(shí)的狀態(tài)。日前，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、纖維材料與器件研究院、高分子科學(xué)智能中心彭慧勝/高悅團(tuán)隊(duì)利用AI輔助開發(fā)新分子，對(duì)鋰電池“精準(zhǔn)治療”突破現(xiàn)有壽命極限，相關(guān)研究成果以《外部供鋰技術(shù)突破電池的缺鋰?yán)Ь澈蛪勖缦蕖窞轭}在《自然》主刊上發(fā)表。

團(tuán)隊(duì)提出了打破電池基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則中鋰離子依賴共生于正極材料的理論，通過AI和有機(jī)電化學(xué)的結(jié)合，成功設(shè)計(jì)了從未被報(bào)道的鋰載體分子，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“打一針”的方式注入廢舊衰減的電池中，精準(zhǔn)補(bǔ)充電池中損失的鋰離子，對(duì)電池進(jìn)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。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(shí)的健康狀態(tài)，循環(huán)壽命從目前的500—2000圈提升到12000—60000圈，在國(guó)際上尚無先例報(bào)道。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。

這項(xiàng)成果也生動(dòng)詮釋了AI何以賦能科研。近年來，復(fù)旦大學(xué)有組織推動(dòng)科學(xué)智能生態(tài)建設(shè)，高分子科學(xué)系成立科學(xué)智能中心，通過平臺(tái)建設(shè)，支持師生利用AI助力研究工作。研究團(tuán)隊(duì)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(jī)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(kù)，利用非監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)，進(jìn)行分子推薦和預(yù)測(cè)，成功獲得了從未被報(bào)道的鋰離子載體分子——三氟甲基亞磺酸鋰（CF3SO2Li）。

團(tuán)隊(duì)合成這種分子后，驗(yàn)證了其具備各種嚴(yán)苛的性能要求，且成本低易合成，和各類電池活性材料、電解液以及其他組分有良好的兼容性，成功在軟包、圓柱、方殼和纖維狀鋰離子電池器件上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。目前，團(tuán)隊(duì)正在開展鋰離子載體分子的宏量制備，并與國(guó)際頂尖電池企業(yè)合作，力爭(zhēng)將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和商品，助力國(guó)家在新能源領(lǐng)域的引領(lǐng)性發(fā)展。

復(fù)旦大學(xué)為獨(dú)立通訊單位，彭慧勝和高悅為該論文通訊作者，高分子科學(xué)系博士研究生陳舒為第一作者，合作單位包括南開大學(xué)、湖南工程學(xué)院和深圳大學(xué)，研究得到科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科委、復(fù)旦大學(xué)科學(xué)智能專項(xiàng)基金等項(xiàng)目支持。