随着电池技术的迅猛发展，新能源汽车和储能系统等领域得到了广泛应用。然而，电池寿命问题日益凸显，大量废旧电池的处理已成为亟待解决的重要课题。
针对这一挑战，复旦大学的彭慧胜教授及青年研究员高悦团队提出了一项创新策略：他们开发了一种“打一针”的方法，通过无损方式为锂电池补充锂离子，从而实现电池容量的“再生”并延长其使用寿命。这种方法不仅为解决废旧电池处理问题提供了新思路，还可能显著提升电池的整体性能和可持续性。这一突破性的技术有望在未来的能源存储领域发挥重要作用。
这一过程能够将电池的循环寿命从500到2000次充电提升至60,000次，大大延长电池的使用期限，而无需进行昂贵的拆解或回收处理。
这一研究成果已于本周三发表在国际知名学术期刊《Nature》上。
锂离子电池由四个主要部分组成：正极、负极、隔膜和含有锂离子的电解质。在正常使用过程中，锂离子在正负极之间传递能量。然而，随着使用时间的增加，部分锂离子会形成沉积物，成为所谓的“死锂”，这一过程会逐渐减少电解质中的锂离子浓度，从而降低电池的充电能力。当电池的容量降至初始值的80%以下时，电池便被视为失效。
论文的通讯作者高岳表示：“一旦锂离子耗尽至一定程度，电池就会无法使用。这是自1990年锂离子电池问世以来一直遵循的基础原理。”
为了解决这一问题，研究人员将电池视为“生病”的病人，认为只要找到损坏部分并加以修复，就能恢复电池的活力。高岳解释道：“我们研究了电池的基本原理，经过反复实验，我们发现电池失效的方式和人体生病类似。既然如此，为什么不开发材料来补充锂离子，延长电池寿命，就像治疗疾病一样？”
图：复旦大学研发新技术大幅延长锂离子电池寿命
研究团队通过向电池注入有机锂盐，替代“死锂”，成功延长了电池的使用寿命。由于这一过程可重复进行，电池的生命周期可以从500到2000次充电提升至最多60,000次。
随着中国首代新能源车进入报废期，国内的电池回收和处理产业已面临压力。据中国汽车工程学会的数据，2023年中国共退役了超过58万吨新能源车电池。ASKCI咨询机构预测，2030年这一数字可能会增至350万吨/年。
东北师范大学的化学家姚瑞奇表示，未来中国应更加注重开发可持续性强、使用寿命长的电池。“随着电动汽车和储能系统的普及，延长电池寿命将大大降低用户的更换成本，提升电池的经济性。”
姚瑞奇还表示，电池注入技术也可能对电网储能产生影响，因为延长这些电池的使用寿命，将大幅降低电力行业的运营成本。
目前，中国是全球锂离子电池的最大生产国，约占全球总产量的70%。同时，中国也是锂离子电池的重要消费市场，用于支持不断增长的新能源车队和储存太阳能、风能等可再生能源。
然而，电池行业的快速增长也带来了环境挑战，尤其是电池生产和废弃处理过程中产生的污染。此外，锂离子电池的广泛使用还催生了一个未受监管的灰色回收市场，相关部门已对此类市场引发的火灾事件表示关注。
