在新能源时代，锂电池作为核心储能设备，广泛应用于电动汽车、储能电站和消费电子等领域。然而，锂电池的寿命问题一直是制约其发展的关键瓶颈。
2025年2月13日，复旦大学彭慧胜/高悦团队在《自然》主刊发表的研究成果，以“外部供锂技术突破电池缺锂困境”为核心，提出了一种颠覆性的解决方案——通过“打一针”分子药物，使锂电池寿命延长十倍以上，循环寿命突破万次大关，为全球新能源产业注入一剂“强心针”。
从“不可逆衰减”到“精准修复”
传统锂电池的寿命受限于正极材料中活性锂离子的不可逆损耗，一旦锂离子耗尽，电池即宣告报废。彭慧胜团队突破这一固有设计框架，提出“外部供锂”新理论：通过注射一种名为**三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）**的载体分子，精准补充电池中损失的锂离子，实现“无损修复”。
复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室等团队，由彭慧胜教授和高悦研究员领衔，通过AI与有机电化学的结合，开发出一种全新的锂载体分子。这种分子能够像“药物”一样，精准补充废旧电池中损失的锂离子，从而恢复电池的充电容量和性能。
在实验中，研究人员发现，原本只能维持6-8年或1000-1500次充放电的锂电池，在注入这种分子后，其循环寿命提升至12000次以上，且健康水平与出厂时几乎无异。这一成果不仅打破了传统锂电池寿命的限制，还为退役电池的再利用提供了新的解决方案。
在实验中，研究人员发现，原本只能维持6-8年或1000-1500次充放电的锂电池，在注入这种分子后，其循环寿命提升至12000次以上，且健康水平与出厂时几乎无异。这一成果不仅打破了传统锂电池寿命的限制，还为退役电池的再利用提供了新的解决方案。
实验数据显示，商用磷酸铁锂电池在充放电2000次后容量衰减至报废状态，而注射该分子后，电池循环寿命可提升至12000-60000次，容量保持率高达96%，相当于寿命延长6-30倍！
AI赋能，从“大海捞针”到“精准设计”
在“打一针”延长锂电池寿命技术的研发过程中，AI技术确实起到了至关重要的作用。
锂载体分子的研发难点在于其需满足高稳定性、低成本和快速反应动力学等严苛条件。团队创新性地引入AI与化学信息学联用的研究范式——
·分子数字化：将分子结构与电化学性质转化为数据模型，结合有机化学、材料工程等领域的关联性知识，构建多维数据库。
·非监督机器学习：通过算法预测并筛选出最优分子结构，最终锁定从未被报道的CF3SO2Li分子，其合成成本低、工艺简单，具备大规模生产潜力16。
这一过程不仅缩短了研发周期，更突破了传统试错法的局限，为功能分子设计开辟了新路径。
同时，AI技术还可以用于模拟和优化电池结构。通过建立三维模型结合有限元分析，AI能够模拟电池充放电过程中的场分布情兄，进而优化电池的几何形状、电极布局等参数。在“打一针"技术的研发中，AI技术帮助研究人员优化了电解液添加剂在电池内部的分布和反应动力学，提高了电池的循环稳定性和使用寿命。
复旦大学的研究不仅为锂电池寿命问题提供了创新解法，更重塑了人类对能源材料设计的认知。这场“精准医疗”式的技术革命，或将引领全球新能源产业迈入“电池永生”的新纪元。
