锂电池“打一针”就能“重生”!我国科研新成果登上《自然》

金色矩阵 2025-02-18 05:20:43

国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队新研究成果:通过对锂电池“注射”一针新分子,就能使它恢复原本的充电容量,且电池健康水平与出厂时几乎仍然一样。从产业来看,我国锂电池回收利用产业发展潜力巨大,不少A股公司积极布局。

来源:摄图网

复旦团队研究成果登上《自然》,可让锂电池“重生”

2月13日,国际顶级期刊《自然》刊登了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/高悦团队的新研究成果:通过一项新技术,可以对锂电池进行“精准治疗”,让废旧电池“重生”。

该科研团队研究发现,电池的“寿命”其实和人体健康类似,问题往往集中在某个核心部件,也就是活性锂离子。如果能精准补充损失的锂离子,就能大大延长电池的使用时间。基于这个想法,团队开发了一种像“药物”一样的锂载体分子,可以通过注射的方式补充电池中的锂离子。

复旦大学高分子科学系研究团队成员高悦表示,团队研发的技术可以对锂电池实现精准“治疗”,让锂电池能在使用之后,还能够恢复到初始的状态。按照以往来说,一个商用的磷酸铁锂电池在使用2000次之后,就会容量衰减、报废。有了这项技术,锂电池在使用12000次之后,还能够保持一个接近于初始电池的“健康”状态。

这个像“药物”一样的锂载体分子是怎么找出来的呢?

据介绍,该科研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、电化学、材料工程技术等方面大量的关联知识,构建数据库,利用非监督机器学习,进行分子推荐和预测,成功获得了从未被报道的锂离子载体分子。

团队合成新分子后,验证了其具备各种严苛的性能要求,且成本低、易合成。同时针对现实需求,团队研究相关的验证实验都在真实电池器件上完成。验证发现,这一分子和解决方案与各类电池活性材料、电解液以及其他组分都有良好的兼容性,成功在软包、圆柱、方壳和纤维状锂离子电池器件上实现应用。

高悦指出,这种分子不仅修复商用电池的效果非常好,成本也非常低,还可以帮助开发新的绿色电池。

目前,该团队正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。

锂电池回收利用产业潜力巨大

工业和信息化部副部长张云明2025年1月21日在国务院新闻办公室举行的“中国经济高质量发展成效”系列新闻发布会上表示,我国向全球供应了70%的电池材料、60%的动力电池;预计2024年退役动力电池综合利用量突破30万吨,同比增长33%。

接下来,工信部将围绕推动高质量发展,加强企业技术创新,深入实施国家重点研发计划,加快突破新体系电池等关键核心技术。同时,加快制造业绿色低碳发展,聚焦废旧动力电池、废旧光伏组件等新兴固体废物,加快健全法规政策,完善回收和综合利用体系,促进安全高效循环利用。

公司层面,不少上市公司聚焦锂电池回收利用,加快相关业务布局。

龙蟠科技(603906.SH)在收购进展中称,山东美多科技有限公司(以下简称:山东美多)主营业务为新能源汽车废旧动力蓄电池回收及梯次利用,与公司锂电板块业务具有较高的协同性,回收得到的碳酸锂等材料有利于保障常州锂源及其子公司的原材料供应,并降低生产成本。该次收购山东美多,有利于落实公司“垂直一体化”的发展战略,进一步优化公司产品结构,增强上市公司独立性和核心竞争力,从而促进公司经营发展的持续性与稳定性。目前,该收购已经交割完成。

博世科(300422.SZ)披露,2024年上半年,公司启动安徽废旧锂电池回收项目,重点推进了项目前期及科研设计招标等相关工作,同时加快马来西亚动力电池回收项目的建设,进一步推动投产创效。同时,为加快公司业务转型升级,公司召开2024年第三次临时股东大会,同意将原计划在安徽省宁国市投资建设的“3万吨/年废旧锂电池资源化综合利用项目”调整为“12万吨/年废旧锂电池资源化综合利用项目”,项目计划总投资约24.9亿元。

超频三(300647.SZ)指出,公司子公司个旧圣比和实业有限公司深耕废旧锂电池回收利用与正极材料行业二十余年,已入选国家工信部《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单。其自主开发的“废旧退役锂电池及生产废料物理拆解、破碎→湿化学分离提取→三元前驱体/碳酸锂→三元正极材料”核心工艺技术,具有较强的创新性、先进性和完整的产业链,在产品关键性能指标、能耗、成本、效益等方面具有明显的综合竞争优势,整体水平达到国内同行业领先。

天齐锂业(002466.SZ)表示,公司拥有37项与电池回收利用相关的授权专利。公司对现有电池回收工艺进行优化,自主研发的第四代湿法回收技术实现了磷酸铁锂电池中锂、铁、磷等核心资源的高效、精准提取与回收,回收率均达到行业领先水平。回收所得的碳酸锂与磷酸铁等产品均符合电池级标准。

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