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复旦新发明:给电池“打针”续命,电车时代要加速了?

   时间:2025-02-20 01:25:49 来源:ITBEAR编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

在新能源汽车市场蓬勃发展的当下,仍有许多消费者对电动汽车持观望态度。尽管电动车的普及率逐年攀升,但电池寿命问题始终是消费者心中的一块大石头。想象一下,手机电池在使用几年后续航能力大幅下降,那么汽车电池呢?更换电池的高昂费用以及车辆贬值问题,让不少人心生疑虑。

然而,这一难题或许即将迎来革命性的突破。近日,复旦大学的科研团队在《Nature》杂志上发表了一项令人瞩目的研究成果,为锂电池行业带来了前所未有的震动。他们提出了一种前所未有的方法——给电池“打针续命”。

这项技术的核心在于解决锂电池容量衰减的问题。传统锂电池在充放电过程中,锂离子在正负极之间往返,但随着时间的推移,部分锂离子会“掉队”,导致电池容量下降。复旦大学的科学家们通过深入研究,发现电池性能下降的主要原因是锂离子的缺失。于是,他们提出了一个大胆的想法:既然电池“虚”了是因为缺锂,那直接给它补充锂不就行了吗?

然而,这个想法的实施并不容易。补充锂离子的物质需要与电池内部发生化学反应,且这些反应必须在特定的电压范围内进行,同时反应必须是不可逆的,以避免新补充的锂离子再次被消耗。反应产物还必须能够轻松排出电池,不影响电池内部的化学环境。这些严苛的条件使得这一技术的研发充满了挑战。

面对这些难题,复旦大学的科研团队借助了人工智能的力量。他们筛选了240种可能有用的分子,并利用机器学习算法搭建了一个计算模型,最终挑选出了一个最合适的分子——LiSO₂CF₃。这种分子就像一个自带锂元素的“能量包”,当电池容量开始下降时,只需将其注入电池中,就能在充电过程中释放出大量锂离子,补充电池的损耗。

实验结果显示,这种“电池宝”的效果令人惊叹。科学家们对一节容量已经衰减到85%的磷酸铁锂电池进行了测试,在注入LiSO₂CF₃后,电池容量不仅没有继续下降,反而逐渐回升。经过1824次循环充放电后,电池容量恢复到了99.6%。更令人震惊的是,在接下来的11818次循环中,电池容量仍然保持在96%的高水平。

这一技术的突破不仅意味着电池寿命的大幅延长,还极大地降低了电池修复的成本。据测算,这种打针修复的成本仅为制造新电池的1/150。这一技术还为电池材料的选择开辟了新的天地。以往因为无法有效容纳锂离子而被淘汰的材料,如硫化聚丙烯腈等,现在都有可能重新成为电池电极的候选材料。

然而,尽管这项技术的前景看似光明,但目前仍处于实验室阶段,距离大规模商业化应用还有一定的距离。虽然该技术能够缓解锂枝晶问题,但并未完全解决这一锂电池行业的顽疾。因此,消费者在选择电动汽车时仍需谨慎考虑。不过,随着科研工作的不断深入和技术的不断进步,我们有理由相信,在不久的将来,电动汽车将迎来更加辉煌的发展前景。

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