这一问题即将得到解决。

北京时间2月13日，《自然》(Nature)主刊发表了一项来自复旦大学的研究成果《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》。

复旦大学高分子科学系彭慧胜、高悦团队提出了打破电池基础设计原则中锂离子依赖共生于正极材料的理论，通过AI和有机电化学的结合，成功设计了锂载体分子。

这种载体分子就像药物一样，可以通过打一针的方式注入到废旧衰减的电池中，精准补充电池中损失的锂离子，为退役电池的处理提供了一种全新方式，也生动诠释了AI何以赋能科研。

精准治疗电池的大胆设想

锂电池工作时，锂离子在正负极之间循环往复实现能量转化，这个过程中，锂离子不断被损耗，造成电池容量的衰减和报废。然而，随着新能源汽车普及、智能终端迭代及可再生能源储能系统建设的加速推进，我们需要电池的循环寿命与能量密度实现数量级突破。

复旦大学高分子科学系青年研究员高悦在接受采访时表示：自1990年问世以来，电池的结构一直没变，它需要正极负极活性的锂离子来实现能量转化。报废电池其实就是缺少这样的锂离子。一枚报废电池，它的正负极可能都还是好的。这个情况让我们联想到，人生病之后，我们会给他输入药物，补充一些物质，进行精准治疗。那么，为什么不能像治病一样，对电池精准治疗，为它输入锂离子呢?

无中生有利用AI探索分子世界

可是，锂离子并不是医院里的药片、药水，并不能简简单单被电池摄入。输入锂离子需要合适的分子作为载体，去担当搬运工。高悦说：实现锂载体分子的设想，需要分子具备严格且复杂的物理化学性质。咱们的搬运工不仅要把锂离子带入到电池之中，还要将锂离子留下，最后自己还能马上出去。

这样的分子闻所未闻，需要发明创造。这时AI发挥了作用。

团队利用AI结合化学信息学，将分子结构和性质数字化，通过引入有机化学、电化学、材料工程技术方面的大量关联性质，构建数据库，经过四年的努力，成功获得了锂离子载体分子三氟甲基亚磺酸锂(CF3SO2Li)。复旦大学高分子科学系博士研究生陈舒、吴官滨向大家介绍：AI可以帮助我们寻找一个可能的分子结构，通过数字化编码，搭建模型，算法模拟，最终获得我们需要的完美分子。

合成这种分子后，团队验证了其性能，证实这个分子不仅成本低易合成，还能和各类电池活性材料、电解液等有良好的兼容性，成功在锂离子电池器件上实现应用。

学以致用开展全链条研究

在复旦大学高分子科学系的实验室，记者看到，这种载体分子可以通过为电池打一针的方式注入到废旧衰减的电池中，精准补充电池中损失的锂离子，实现容量的回复，对电池进行精准治疗而不是宣布死亡。

据介绍，使用这一技术，电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态，循环寿命从目前的5002000圈提升到超过1200060000圈。同时，基于这一技术，电池材料必须含锂的束缚规则也被打破，使用绿色、不含重金属的材料构筑电池成为可能。

高悦介绍：我们试图把这个研究成果应用到大规模的储能上来。目前，团队正在开展锂离子载体分子的宏量制备，并与国际顶尖电池企业合作，力争将技术转化为产品和商品，助力国家在新能源领域的引领性发展。