这个国庆，复旦大学高分子科学系教授高悦团队仍然实验室里的电化学测试一直没有停，提高电池低温性能是他们正在解决的难题。这是为了进一步完善团队今年在《自然》上发表的为电池“打一针”，恢复锂电池“健康”的这一重要技术突破，这被认为将深刻改变新能源格局。
《麻省理工科技评论》中国“35岁以下科技创新35人”、未来科学大奖基金会亚洲青年学者奖……1990年出生的高悦，加盟复旦大学5年，已收获一连串荣誉。但比起这些，他更希望大家关注的是团队的研究成果和产品。“我们团队大部分是95后、00后，大家都觉得闯没人走过的路，才是为国攻坚最酷的事，我们都乐在其中。”高悦说。
高悦（左一）在实验室向学生们展示如何修复报废电池，并重新在机器狗中使用。
最前沿研究来自最朴素想法
在高悦的实验室展示柜里，一个蛋形的玻璃容器中，盛放着白色的粉末。而在它旁边，一个被固定在加热烧杯中的圆底烧瓶里，则盛放着偏白色的液体。
这就是高悦团队的重要研究成果之一：三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）的固体和液体两种状态。当锂电池的寿命即将终结时，为它“打一针”这种载体分子，就能使电池恢复容量，而锂电池的循环寿命能从目前的500-2000圈提升到超过12000-60000圈。
锂电池“补锂”，一直是业界关注的重点话题。然而，究竟怎么补？学术界和工业界尚都无理想答案。如果仅补充带正电的锂离子，这违背化学定律。周悦带领团队另辟蹊径，利用有机化学原理，设计出特殊载体分子。这种分子注入电池后，通过电化学反应，精准释放出所需的锂离子，并将其余成分降解排出，从而实现对电池的修复。
锂电池为什么会老化？高悦打了个比方，就好像工地上原本有100个工人在来回搬砖，随着时间推移，工人不断流失，只剩下80个。这里的“工人”，就是锂离子。团队发现，绝大多数废电池的正负极材料其实都完好无损，损耗的关键在于锂离子。“缺啥补啥”——这个最朴素的想法就成了高悦研究的起点。
“读博士以前，我以为电池是纯工程的东西，只与产业相关。但事实上，最底层的是物理和化学科学。”高悦说。本科时打下有机化学的扎实基础，研究生时对靶向治疗、精准给药等领域有所涉猎，再加上博士、博士后阶段切入能源工程的系统思维，最终让他在聚焦电池技术时，成功将化学合成与电化学原理结合，得以直接探索锂离子损耗的核心问题。
团队成员杜佳勇在手套箱进行有机实验，合成有机锂载体分子。
三年没成果，依然收到鼓励和支持
“我希望自己做的东西，最终能为国效力。”和很多到海外深造的学子一样，高悦的梦想是学以致用。学成回国后，他决定留在上海，加入复旦大学。
“前三年，什么成果也没有，但学校和院系还是很支持我，我还收到了很多老师的鼓励。”正是这种不以短期成果论英雄的环境，让高悦沉下心来，专心去挑战那些真正重要但需要长期投入的原创性难题。
此外，复旦正在大力发展的科学智能（AI for Science），也让他能充分利用AI，甚至改变了研究方式。“过去，我们寻找新分子，只能通过一个个‘打鸟枪’，这个不行就换下一个。”高悦说到这里又打了个形象的比方，“就像让一个果农去找一种‘长得像葡萄，闻起来像西瓜，吃起来像石榴’的水果，他肯定一脸懵，因为心中根本没概念。”而AI的作用，就是帮助人类找到这种水果。高悦团队正是借助AI找到了那个分子——三氟甲基亚磺酸锂。
在此之后，“果农”手握利器，找类似分子更容易了。高悦介绍，团队目前已经找到了大概50种此类分子。之所以要找这么多，是因为当涉及到产线生产时，复杂指数会成倍上升。“我并不想只做理论，而是想做出能应用的产品。”高悦说。
团队成员赵驰昊在实验室对有机合成后的产物进行提纯。
从实验室到生产线，领跑行业前沿
科技竞争，只争朝夕。今年4月，美国能源部把电池修复列入新的研究方向。而高悦团队早于今年2月就发表了相关论文。这说明我国科学家在该领域已处于领先地位。
在高悦团队里，大部分成员都是95后、00后。“我觉得他们更有使命感，愿意为自己热爱的事付出，而且大家的科研梦想都很一致，希望不再‘追赶和跟随’。”让高悦特别感慨的是，在实验室，大伙都会工作到很晚，因为“大家都知道，我们在做一件有价值的、而且可能会有应用结果的事”。
但是，一项实验室成果要真正成为市场上的产品，其过程远比单纯发表论文要漫长、要经历更多曲折。“在工业流程中，每一步都必须非常精确。比如烘干，要精确到120摄氏度，差5度都不行。”一旦一个流程失败了，只能从头再来。这也促使团队继续探索，从最初只关注化学性质，演进为将“化学性质+成本+工程工艺”三个维度全部纳入考量。
来自一线的反馈，促使着团队不断改进新分子，并将实验室里“小锅小灶”的合成方法，重新优化成适合“大锅饭”的工业流程。目前，团队正和上市公司合作，将借助企业产线、实验室资源，进行产品的量产放大测试。团队研发的“外部补锂”技术，能通过在电池生产环节中加入特殊分子，实现其寿命的数倍延长，目前已进入商用化测试阶段。
团队成员康孜扬对组装好的软包电池进行性能测试。
鼎锋优配提示：文章来自网络，不代表本站观点。
