《自然》重磅!中国发明锂电修复技术,或彻底颠覆游戏规则!
《自然》重磅!中国发明锂电修复技术,或彻底颠覆游戏规则!
2025年2月12日,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)杂志发表了一项革命性重大突破,中国复旦大学彭慧胜/高悦团队发明了一种全新的锂电池"返老还童"技术,打破了锂电池30多年来的传统设计原则,可以让电池寿命延长整整10倍以上!
一块普通的磷酸铁锂电池,在经过11,818次充放电循环后,依然保持96%的容量!要知道,目前市面上的锂电池,使用1000-2000次就算到头了。
这意味着什么?一辆特斯拉,原本6-8年就要更换电池,现在可能开60年都不用换!你的iPhone,充放电1万次都不会明显掉电!
灵感源于人体治疗
这个神奇的发现是如何诞生的?
"就像治疗人类疾病一样,我们专注于修复电池的核心问题,同时保护其健康的部分。"复旦大学研究员高悦解释道。
原来,锂电池"衰老"的主要原因是锂离子的流失。就像人体缺少某种营养物质会生病一样,电池也会因为"营养不良"而性能下降。团队的突破性想法是:能不能像给病人打针一样,给电池补充流失的锂离子?
AI助力突破关键技术
但是,找到合适的"针剂"并非易事。这个载体分子必须同时满足近乎苛刻的物理化学性质要求:
- 具备适当的电化学活性和分解电压范围
- 在电解液中有合适的溶解度
- 具备优秀的空气稳定性和化学稳定性
- 合适的酸碱性和反应动力学
- 分解产物必须安全无害
- 最重要的是,要便宜且容易规模化生产
人工智能发现关键材料
在没有任何先例可循的情况下,研究团队转向了人工智能。他们将分子特性数字化,利用机器学习从海量的有机化学、电化学和材料工程数据中寻找答案。
功夫不负有心人!经过4年的努力,他们终于发现了理想的解决方案:CF3SO2Li(三氟甲磺酸锂)。这个分子像一辆微型运输车,一端携带着锂电子,另一端则在完成运输后会以气体形式安全排出。
实验结果令人震惊!
实验中,接受这种"精准治疗"的电池,即使经过12,000到60,000次的充放电循环,性能依然接近出厂水平。这不仅将延长电池寿命,更为解决大规模废弃电池污染问题提供了可行的技术方案。
更令人兴奋的是,这项技术还开启了全新的可能性:
实现了3.0V、能量密度高达1,192 Wh/kg的无锂阴极电池系统
开发出能量密度388 Wh/kg的有机硫化聚丙烯腈阴极袋装电池
革命性影响
这项突破将彻底改变新能源产业的游戏规则:
大幅降低电动汽车使用成本
显著减少电池报废带来的环境污染
为新型电池设计开辟全新思路
最令人振奋的是,这项技术的成本十分可观——预计在电池总成本中占比不到10%,这意味着它完全具备大规模商用的潜力!
正如高悦研究员所说:无论是延长电池寿命,还是防止大规模废弃和环境污染,这种'精准治疗'都提供了一个可行的技术解决方案。
这项研究不仅展示了中国在新能源领域的创新实力,更预示着一个全新时代的到来。在不久的将来,"电池焦虑"可能将成为历史。
让我们共同期待这项革命性技术尽快走向商业化!
本文原文来自163.com