引言
還在為電動車的續(xù)航焦慮嗎，還在擔(dān)心電池老化帶來的換車成本嗎？現(xiàn)在這些問題可能都將成為過去。
復(fù)旦大學(xué)的團隊近日研發(fā)出一種神奇的“吊瓶”技術(shù)，能讓電池重新煥發(fā)生命力。
這是實實在在的科研成果，論文都發(fā)表在期刊上了，這項技術(shù)到底有多牛？它又是怎么讓電池“逆天改命”的？
鋰電池的壽命難題
如今人類正處于一個被鋰電池驅(qū)動的時代，從手機到代步的電動汽車，甚至到支撐城市運轉(zhuǎn)的巨型儲能電站，幾乎無處不在。
但這顆看似無所不能的東西，卻有著一個非常致命的弱點，那就是像人類會衰老一樣，會隨著使用時間變長，性能壽命都有所下降。
在低溫環(huán)境下它的性能會顯著下降，而經(jīng)過一定次數(shù)的充放電循環(huán)后，它的容量也會逐漸衰減。
對于普通的電子設(shè)備來說，電池壽命有限或許只是一個小小的不便，但對于電動汽車產(chǎn)業(yè)而言，這卻是一個非常嚴(yán)重的問題。
如今全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展，電動汽車的保有量也在逐年攀升，第一批進入市場的新能源汽車距離現(xiàn)在差不多有10年，正面臨電池老化的問題。
根據(jù)統(tǒng)計目前中國新能源汽車的平均電池壽命約為5到8年，這意味著在不久之后，會有數(shù)以百萬計的廢舊動力電池退役，形成一股前所未有的“退役潮”。
這些退役的電池要怎么辦？這是一個擺在全行業(yè)面前的難題，如果不能妥善處理，不僅會造成巨大的資源浪費，更可能引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染。
動力電池中含有大量的重金屬元素，如鈷、鎳、錳等，如果處理不當(dāng)，這些有害物質(zhì)會滲入土壤和水體，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。
我國現(xiàn)有的電池回收技術(shù)，一個是再生利用，一個叫做梯次利用，前者是把其中的一些金屬原材料拆出來，然后再用它們?nèi)プ鲂碌碾姵亍?/strong>
后者則是把退役的電池進行拆解，然后再重組，做成非電池物品，比如應(yīng)急電源。
電池回收技術(shù)雖然取得了一些進展，但整體來看仍處于起步階段，高昂的回收成本、低下的回收效率以及潛在的二次污染風(fēng)險，都制約著電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
一些企業(yè)嘗試把退役的動力電池用于儲能等領(lǐng)域，但這只是權(quán)宜之計，無法從根本上解決問題。
為了延長電池的壽命，科學(xué)家們也付出了巨大的努力，比如通過優(yōu)化電池管理系統(tǒng)、改進快充策略等方法，可以在一定程度上延緩電池的衰老速度。
但這些方法都只是治標(biāo)不治本，面對這場迫在眉睫的“退役潮”問題，需要一種更加徹底、更加有效的解決方案。
與其在電池壽命即將耗盡時亡羊補牢，不如從根本上提升電池的壽命，這才是解決問題的關(guān)鍵所在。
為電池“打針”續(xù)命
電池技術(shù)的革新始終牽動著整個產(chǎn)業(yè)的神經(jīng)，復(fù)旦大學(xué)的實驗室里，彭慧勝，高悅團隊進行了一項可能改寫電池行業(yè)未來走向的研究。
他們另辟蹊徑，跳出傳統(tǒng)電池設(shè)計的框架，探索出一條為衰老電池“續(xù)命”的全新路徑。
這項技術(shù)的核心可以用一個形象的比喻來理解：給電池“打一針吊瓶”，就像醫(yī)生為病人注射藥物補充營養(yǎng)一樣。
研究團隊研發(fā)的特殊“藥物”叫作鋰載體分子，能夠精準(zhǔn)地補充電池在充放電循環(huán)中損失的鋰離子，讓電池恢復(fù)活力。
這項技術(shù)的突破性在于它打破了傳統(tǒng)電池設(shè)計的缺陷，傳統(tǒng)的電池設(shè)計中，活性載流子和電極材料是緊密耦合的，一方的衰老必然會導(dǎo)致另一方的衰退。
而復(fù)旦團隊的這項技術(shù)巧妙地把兩者解綁，這樣一來就算是電極材料出現(xiàn)老化，活性載流子依然能夠保持活力，從而延長電池的整體壽命。
這項技術(shù)帶來的提升是數(shù)量級上的飛躍，實驗數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過這種“治療”的電池，循環(huán)壽命能夠提升十倍甚至數(shù)十倍。
這意味著原本只能充放電幾千次的電池，現(xiàn)在可以輕松突破上萬次，甚至更高，也就是說哪怕經(jīng)歷相當(dāng)多次充放電循環(huán)，電池依然能保持接近出廠時的狀態(tài)。
更讓人驚喜的是，這項技術(shù)帶來的改變不僅僅是壽命的延長，它還可能徹底改變電池的構(gòu)成方式。
一直以來鋰都是制造電池的關(guān)鍵元素，但鋰資源的稀缺性和高昂的價格也制約著電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
而復(fù)旦團隊的這項技術(shù)，則有可能打破電池材料必須含鋰的限制，為使用更加綠色環(huán)保、成本更低的材料制造電池打開了新的大門。
未來或許可以使用更加豐富的材料來制造電池，減少對稀缺資源的依賴，讓電池產(chǎn)業(yè)走上更加可持續(xù)發(fā)展的道路。
如果這項技術(shù)能夠成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就會對電動汽車、儲能等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，甚至可能引發(fā)一場能源領(lǐng)域的革命。
從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化
任何一項科技創(chuàng)新，從實驗室的雛形到最終走向大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，都注定要經(jīng)歷一段漫長而曲折的過程。
復(fù)旦大學(xué)的鋰載體分子技術(shù)，雖然在實驗室中的表現(xiàn)不錯，但要真正實現(xiàn)落地應(yīng)用，依然面臨著很多的問題。
比如，要怎么保證在規(guī)?；a(chǎn)過程中保持產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性，怎么控制生產(chǎn)成本，這些都是擺在科學(xué)家和工程師面前的難題。
鋰載體分子的合成、純化以及與電池生產(chǎn)工藝的整合，都需要進行大量的實驗和優(yōu)化。
此外新技術(shù)的應(yīng)用必然會對現(xiàn)有的生產(chǎn)線進行改造升級，這也會帶來一定的成本壓力。
讓人欣慰的是，復(fù)旦團隊并沒有閉門造車，他們已經(jīng)和國際頂尖的電池企業(yè)建立了合作關(guān)系，共同致力于把這項技術(shù)從實驗室推向市場。
可以預(yù)見一旦這種技術(shù)成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，受益最大的必然是電動汽車行業(yè)。
這項技術(shù)能顯著提升電動汽車的續(xù)航里程，讓“里程焦慮”成為過去，到時候電車豈不就無敵了？
結(jié)語
復(fù)旦大學(xué)的這項“黑科技”，直接把電池壽命翻了十倍，想想以后電動車跑個十幾年都不用換電池，確實是一件值得高興的事情。
未來終有一天，滿大街跑的電動車再也不用擔(dān)心電池幾年就“壽終正寢”，儲能、電子產(chǎn)品，也都能用上這長壽電池，總之就等著這項技術(shù)落地，見證奇跡吧。
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