朋友問起復旦新成果登上《自然》，通過為鋰電池電解液補充鋰離子延長其使用壽命，這一研究有哪些重要意義？這則學術界新聞火到什么程度呢？它不僅登上央視新聞，更是以打一針恢復鋰電池壽命引發了熱議。這里小星作為復旦學子自豪的心情激動不已強答一波。小星雖然是微電子與工商管理專業的，與高分子學科相差甚遠，但作為汽車行業從業者眼見著國外院校十多年前就大量發表期刊論文，獨缺中國的聲音只能暗自心急。現在作為電動汽車和電池強國了，我們終于也在國際上發表了我們的成果。而且還引入了人工智能。跟著小星來看看技術細節和影響吧。

為什么說中國電池技術在國際學術界的聲音特別珍貴和自豪？充一次電行駛650公里，能量密度接近傳統汽油。這樣的超級電池一直是行業的夢想。早在十多年前英國劍橋大學的一紙論文讓石墨烯如何解決鋰電池所面臨的技術難題的方案呈現在世界面前。英國劍橋大學化學教授克萊爾格雷和她的團隊使用石墨烯及相應的技術攻克了鋰電池技術的多項難題又，2015年10月發表核心期刊《科學》論文《石墨烯鋰電池，更好的高能量密度電源》。

克萊爾格雷教授和她的團隊創新地將化學反應產物從氧化鋰變成了更易處理的氫氧化鋰。并且使用了DME電解液和碘化鋰添加劑。其中另一項關鍵調整就是使用了還原態氧化石墨烯作為滲透性極好的多孔蓬松電極。這樣的電極保證了前文提到的正極中鋰離子和氧氣的充分穩定接觸。

國際電池學術界長久以來獨缺中國的聲音讓人暗自心急。現在作為電動汽車和電池強國了，我們終于也在國際上發表了我們的成果。在復旦大學彭慧勝院士的帶領下高分子學院2月12日在《自然》雜志發表研究成果，通過動態補充電解液中的鋰離子顯著延長鋰電池的使用壽命，這一突破性進展為高能量密度電池的實用化提供了新思路。

破解鋰損耗難題的技術突破

傳統鋰電池在循環過程中因鋰金屬負極不可逆消耗（如死鋰形成、SEI膜破裂）導致容量衰減。復旦團隊創新性地在電解液中引入鋰補充劑，通過實時監測鋰離子濃度變化，動態釋放活性鋰源。這種機制類似斯坦福團隊在懸浮電解液中添加Li?O納米顆粒（Nature Materials 2022），但復旦方案通過精準調控釋放速率，使鋰庫存損耗率降低至每循環0.008%，相較常規電解液的0.05-0.1%損耗率提升了一個數量級。實驗數據顯示，采用該技術的鋰金屬電池在500次循環后容量保持率可達98.7%，遠超行業80%的平均水平。

解決行業核心痛點的雙重價值

在安全層面，該技術通過維持電解液鋰離子濃度穩定，有效抑制枝晶生長。如同崔屹團隊發現SEI膜溶脹與電池性能的關聯（Science 2022），復旦方案使鋰沉積過電位降低至15mV以下，較傳統體系下降60%，這顯著減少了短路風險。經濟性方面，該技術將電池組使用壽命延長至1500次循環以上，使電動汽車電池包更換周期從5年延長至8-10年，預計降低全生命周期成本30%。對比現有補鋰技術，其材料成本僅為氣相沉積法的1/5，且無需改造現有生產線。

這項技術突破標志著鋰電池從被動防護轉向主動調控的新階段。其意義不僅在于延長電池壽命，更開創了通過基于AI人工智能的電解液工程實現電池自修復的新范式。隨著補鋰精度向ppm級邁進，未來或將實現電池全生命周期零鋰損耗，為儲能電站、電動航空等對循環壽命要求嚴苛的領域帶來革命性變革。正如2019年諾貝爾化學獎得主Goodenough預言的"智能電解液時代"，這項研究正是通向該未來的關鍵里程碑。

當然該技術量產特別用于電動汽車還有很長的路。圖中對比了兩種電池：一種是正常的電池，另一種是缺鋰的無法正常工作的電池。正常的電池在電極材料中預先儲存了鋰離子。缺鋰電池的電極材料鋰離子在循環過程中會丟失。電池的形成過程電極制造、電池組裝、鋰供應充電以及除氣和密封，LiSO2CF3溶解在電解液中產生SO2氣體和C2F6/CHF3氣體。這些都是量產挑戰和急待解決的問題。小星自豪現在作為電動汽車和電池強國了，我們終于也在國際上發表了我們的成果。相信中國的企業也會在未來量產中扮演非常重要的角色，讓我們拭目以待吧。