锂离子是充电电池能量储存功能的核心。现有技术依赖于复杂的含锂电极材料来提供锂离子，并严格保护它们以确保良好的使用寿命。因此，缺锂材料被排除在电池设计之外，当活性锂离子耗尽时，电池就会失效。
2025年2月12日，复旦大学高悦研究员与彭慧胜院士在Nature期刊发表题为《External Li supply reshapes Li deficiency and lifetime limit of batteries》的研究论文。陈舒为论文第一作者，高悦研究员、彭慧胜院士为论文共同通讯作者。
该研究提出一种打破锂离子依赖于正极材料的设计原则的电池级锂供应策略。这涉及到将有机锂盐外部添加到组装好的电池中，该锂盐在电池形成过程中分解，释放锂离子并将有机配体以气体形式排出。这种非侵入性、快速的过程可在无需拆卸的情况下保持电池完整性。
他们利用机器学习发现了这些功能性盐，并确定了具有最佳电化学活性、电位、产物形成、电解质溶解度和比容量的三氟甲烷亚磺酸锂(LiSO2CF3)。作为概念验证，他们在无阳极电池中展示了3.0 V、1192 Wh kg-1无锂阴极氧化铬，以及在388 Wh kg-1软包电池中加入有机硫化聚丙烯腈阴极，循环寿命为440次。
与传统锂离子电池相比，这些系统表现出更高的能量密度、更强的可持续性和更低的成本。此外，商业用LiFePO4电池的寿命至少延长了一个数量级。在反复外部Li供应的情况下，商业石墨|LiFePO4电池在11818次循环显示容量保持率为96.0%。
图文解读
图1：基于有机分子的外部供锂技术，为电池无损、无残留地提供活性锂离子
图2：AI和有机电化学结合的研究方法，发现有机锂盐三氟甲基亚磺酸锂（LiSO2CF3）
图3：电池级无残留、无破坏性的供锂过程
文献信息Chen, S., Wu, G., Jiang, H. et al. External Li supply reshapes Li deficiency and lifetime limit of batteries. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08465-y
