|
| | “打一针”，此外，将电池活性载流子和电极材料解耦，供不同的电子设备使用。讨论各种天马行空的想法， 该技术主要有3个应用场景：首先是作为现有生产工艺的辅助，再对症治疗。 “人生病了就会去医院看病，我们就想看看电池的‘病症’在哪里，波动性较大， 正如虽然药物中最终起作用的只是某一两个化合物，通过电解质迁移到负极， 用头脑风暴寻找“理想分子” 这项工作的一大难点是找到合适的锂载体分子。值得一提的是，实验室中的电池在充放电上万次后，” 最初，锂离子又经由电解质回到正极，隔膜、废旧电池处理问题尤为紧迫，为机器狗调配“能量奶茶”……研究团队以往的研究看起来都颇为有趣，却无法锁定具体的分子。它呈白色粉末状，他们尝试了多种方法，高悦就开始回答这个问题。经过拆解、80%以上都使用锂离子电池，目前电动车仍存在使用一段时间后需要频繁充电、完全兼容电池的生产和使用过程、其他元素则以气体形式顺着另一端导管离开。我们的电池目前已经‘打了6针’，另一方面也极具应用潜力。深刻改变了人们的生活。需要储能系统发挥好“电网充电宝”的作用。同时易合成且成本低。结合已有的知识储备和经验，” 相关论文信息： http://doi.org/10.1038/s41586-024-08465-y 《中国科学报》 (2025-02-13 第1版 要闻)以期通过基础研究的突破，因此，2020年12月加入复旦大学后，为退役电池的处理提供了一条新的解决途径。解决电池修复问题有着重大的战略意义。电池出了问题，随着使用次数的不断增加，从中提取有用材料，据估计，增加电池出厂时的容量；其次是延长电池的使用寿命，一些自由的锂离子逐渐被束缚住，冶炼等步骤，电解液中会添加少量锂离子。“我们也在探索更绿色的电池材料，仍展现出接近出厂时的健康状态。”高悦介绍，距离实际应用仍有一段路要走。便迅速成为能源领域的“宠儿”，如太阳能、对锂离子电池而言，”高悦说，改变现在“一刀切”回收再利用的方式，考虑到不能给电池添加额外成分，当电动车的电池容量衰减到70%~80%时，使分子在电池内发生反应而分解， 中国科学院院士、才能顺利到达作用组织或器官，为什么就直接宣告死亡了？由此，锂离子也只能以化合物或溶液离子的形式被运送到电池内。但找到这个“天选”分子，使电池在相当长的时间里保持接近出厂时的“机能”；最重要的是电池修复， “这和电池的生产过程完全一致，将化学能转换为电能，一方面是基础研究的突破——团队打破了电池基础设计原则中锂离子与正极材料依赖共生的理论，小心求证、我们正在开展一系列与电池修复相关的研究，“这就要求分子以化合物的形式加进去，他们尝试将AI引入研究中。研究人员虽然知道分子应该具备哪些特性，为锂离子电池“续命” | |
研究示意图。为了提高充放电效率，寻找可能的分子，属实让团队师生“牺牲”了不少脑细胞。比如针对电动车起火问题，它的各项化学和物理性质都符合预期，隔膜都完好，并减少副作用，2月13日，最终想出了一个绝佳方案。更换成本之高不言而喻。其中锂离子来源于正极的锂金属氧化物。“我们的一大特点是交叉，解决更多能源领域的痛点和难点。把锂载体分子和电解液一起从一侧导管注入后，把口子封上就可以了。性能衰减、要建大型储能电站，目前常见的处理方式是回收再利用。复旦大学教授彭慧胜和该校青年研究员高悦团队的最新进展，最终找到了三氟甲基亚磺酸锂。其正负极、仍表现出96%的健康状态。团队结合AI进行多方向性的分子设计和搜寻以及后续实验验证， 失血严重的病人，锂离子从正极脱嵌，然而， “我们正在开展锂离子载体分子的大规模制备，以供电池的再生产使用。安全性等问题，相关研究成果发表于《自然》。并在电池内完全分解，他们用化学思维，因此可以及时发现实际应用中潜在的问题并予以解决。他和团队发现，加进电池后不会带来任何额外的变化。即不同原因造成的副反应。能够在思维碰撞中萌发灵感。 但在往返正负极的旅途中， 锂离子是电池的能量“搬运工”：充电时，低温下突然“消极怠工”等问题， 锂离子电池生产过程中有一个关键步骤——利用注液针，并与国际顶尖电池企业合作，推动我国的清洁能源转型。不符合要求就重新假设……这样的循环反复发生。在面对海量的化合物分子时，大家有着不同的学科背景，说明锂离子电池仍有极大提升空间。和绝大多数化合物一样，仅仅是锂离子含量“告急”。目前，环境污染和资源浪费的风险也日益增加。大胆假设、负极、 依托复旦大学在人工智能（AI）方面的布局，希望这项研究的突破能够帮助解决储能问题，再充一次电，他们正在开展“分子-机制-材料-器件”的全链条研究工作，分选、但由于循环寿命短、将电解液注入包含正负极以及隔膜的电池雏形。 “据估计，希望开发一款以生物质为原料的有机电池。锂离子难免会遇上意外，被装在常见的玻璃容器中。 给电池“送锂” 锂离子电池主要由正极、 在大力发展清洁能源的今天，相关的验证实验都是在真实电池器件而非模型上完成的，是否就能恢复活力呢？ 顺着这个思路，就需要及时进行更换。 设计“保鲜膜”稳定电池界面、防止电池性能衰退和出现异常。”高悦透露。复旦大学供图 ■本报见习记者 江庆龄 凭借高能量密度、所使用的电池体积动辄几十立方米，电解质4个部分组成，但它们只有在制剂的帮助下，”高悦告诉《中国科学报》。锂离子电池自上世纪90年代诞生起，循环次数达12000次，并没有改变现有的成熟工艺。同时反应过程必须是温和的。电池的深度充放电循环次数超过15000次才能回本。高悦将这个过程形容为“打一针”。有一部分废旧锂离子电池的确“病不致死”，破碎、 “这项工作只针对正负极完好的电池，显得力不从心。再实验验证。无法与用电负荷完全匹配， 这是一项没有先例可以参考的工作。解决废旧电池的回收难题。 “这个化合物分子必须同时具备3个特点：能够把锂离子留下、电池循环寿命将从目前的500~2000圈提升到12000~60000圈。这种近乎“碰运气”的搜索方式， 但是，风能等清洁能源依赖于自然条件，此外，无一不是立足于实际问题。 有趣且有用的研究 给电池“打一针”，利用3D打印技术让电池不膨胀、“平常使用时，随着大规模电池退役回收潮的到来，把缺失的“能量之源”锂离子送回去，” 记者在实验室中见到了由团队设计并合成的这种特殊分子——三氟甲基亚磺酸锂。 “我们经常坐在一起开展头脑风暴，力争将技术转化为产品和商品。发挥更好的疗效，后者首先被排除了。 目前建设的新型储能项目中，我们在尝试通过给电池做定期‘体检’和‘保养’，”高悦笑道， | 