锂电池已经改变了人们的生活方式，但仍不能完全满足当前和未来世界的需求。比如，电动车电池只能保证6-8年/1000-1500次充放电的高性能寿命；低温使用会加速电池变坏；储能电站和极端环境储能场景需要电池寿命提升一个数量级；即将到来的大规模电池退役回收，可能造成环境的污染和资源的浪费。

面对这些实际且紧迫的问题，复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室、纤维材料与器件研究院、高分子科学智能中心彭慧胜/高悦团队一直思考如何通过基础研究创新来提供解决方案。今天，相关研究成果以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》为题在《自然》（Nature）主刊上发表。

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，成功设计了从未被报道的锂载体分子，将电池活性载流子和电极材料解耦。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，实现容量的回复，对电池进行“精准治疗”而不是“宣布死亡”，为退役电池的处理提供了一种新方式。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500-2000圈提升到超过12000-60000圈，在国际上尚无先例报道。此外，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。

这项成果也生动诠释了AI何以赋能科研。复旦大学抢抓新一代人工智能发展机遇，深化科研范式变革，有组织推动科学智能生态建设。高分子科学系成立科学智能中心，通过平台建设，支持师生利用AI助力研究工作。

据悉，研究相关的验证实验都是在真实电池器件而非模型上完成，以此充分暴露可能的问题并予以解决，从而推动下一步的产业转化。比如提升分子反应动力学以避免影响电池的化成速度；探索化学制备反应路径，能够低成本、精准合成高纯度分子。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。