导读:在当今时代,科研创新是推动社会进步的核心动力,它促使我们突破传统束缚,探索未知领域,将科学理论转化为实际应用,进而开辟生产力发展的新境界。新技术、新工艺、新材料不断涌现,不仅大幅提升生产效率与质量,更深刻改变着生产方式、生活方式乃至社会结构。
2月13日,国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队的新发现。该团队开发出一种锂载体分子,可通过注射方式补充电池中的锂离子,实现对锂电池的 “精准治疗”,让废旧电池 “重生”。
这个像“药物”一样的锂载体分子是怎么找出来的呢?复旦大学高分子科学系研究团队利用人工智能技术结合化学知识,将分子结构和性质数字化,通过引入有机化学、材料工程技术等方面大量的关联知识,构建数据库,在多次实验后获得了这种新的锂离子载体分子。
据复旦大学高分子科学系研究团队成员高悦介绍:这种分子不仅修复商用电池的效果非常好,成本也非常低,它还可以帮助开发新的绿色电池。一个商用的磷酸铁锂电池在使用 2000 次后通常会容量衰减、报废,而有了这项技术,可使其在使用 12000 次后仍保持接近初始电池的 “健康” 状态。目前,这项技术已经通过多种电池的测试,并与国际顶尖电池公司展开合作,希望能尽快应用到实际生活中。
二、锂电池仿真技术有哪些?
我们为复旦大学高分子科学系研究团队在锂电池科研领域所取得的卓越成就感到由衷欣喜。这些成果的背后,是科研人员们长期不懈的努力与探索。而在这漫长且充满挑战的锂电池科研创新之路上,仿真技术无疑是极为关键的一环,堪称推动科研突破与创新的强劲动力。
我们的科研人员借助电-热-力耦合模型,得以深入探究锂电池在充放电进程中,电池内部电势的分布规律、温度场的动态变化以及机械应力的产生机制。这一研究成果对于热管理系统的精确设计以及电池安全性能的显著提升,有着不可估量的价值,为保障锂电池在复杂工况下稳定、安全运行奠定了坚实基础。
借助化学-电耦合仿真可以帮助科研人员深度剖析电池内部化学反应与电性能之间错综复杂的关联,为新型材料的研发提供了扎实的理论依据,助力研究团队不断探索性能更优的电极材料与电解质,推动锂电池能量密度、循环寿命等关键性能指标的提升。
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图 2电池温度与产热曲线
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来源:仿真秀App