鋰離子電池作為現代社會的能源命脈，支撐著從智能手機到電動汽車、從智能電網到深空探測的龐大需求。然而，自1990年商業化以來，鋰電池始終受限于一個根本性矛盾：正極材料中預存的鋰離子既是能量載體，也是壽命的“沙漏”——隨著充放電次數的增加，鋰離子因副反應持續損耗，即便電極材料完好無損，電池也會因“鋰枯竭”而失效。這種先天缺陷導致電動車電池平均服役年限僅6-8年，電網儲能系統面臨巨額更換成本，每年全球產生的50萬噸退役電池更成為環境隱患。

2月13日，復旦大學高分子科學系彭慧勝院士與高悅研究員團隊在頂級學術期刊《自然》（Nature）發表顛覆性成果，提出“外部鋰供應”技術：通過向電池注入新型有機鋰鹽，實現鋰離子的精準補充，使商用鋰電池循環壽命突破11818次（容量保持率96%），將鋰電池壽命提升1-2個數量級。

團隊提出了打破電池基礎設計原則中鋰離子依賴共生于正極材料的理論，通過AI和有機電化學的結合，創新設計出鋰載體分子，將電池活性載流子和電極材料解耦。

這背后的核心是一種名為三氟甲基亞磺酸鋰的化合物，其可以成為鋰電池的“續命藥劑”。具體來說，復旦研究團隊通過AI驅動的高通量篩選，從300萬虛擬分子庫中鎖定理想分子——三氟甲基亞磺酸鋰（CF3SO2Li）。這種白色粉末狀化合物具備三大特性：

首先是精準分解：在2.8-4.3V充電電壓窗口內不可逆氧化，釋放鋰離子并分解為SO?、CHF?等氣體，經電池排氣系統排出，實現“零殘留”；

其次是普適兼容：可溶于常規電解液，與石墨、硅碳負極及各類正極材料完美適配；

最后是工業友好：空氣中穩定，合成成本低于傳統電解液添加劑，占電池總成本比例不足10%。

有了關鍵材料之后，接下來操作的核心就是“注射”，也就是通過外部補液讓老化的鋰電池“返老還童”。這個過程可以歸納為四步曲。首先是配液，將CF3SO2Li溶解于電解液，濃度可達12.5%；第二步是注入，通過預留導管將混合液注入未激活的“干電池”；第三步是活化，充電時鋰鹽在陽極分解，釋放鋰離子嵌入負極；最后一步是凈化，分解氣體經封裝工藝排出，電池即可投入循環使用。

整個過程無需拆解電池，現有產線僅需增加注液工序即可升級，產業化門檻極低。

使用這一技術，電池在充放電上萬次后仍展現出接近出廠時的健康狀態（96%容量），循環壽命從目前的500-2000圈提升到超過12000-60000圈，在國際上尚屬首例。此外，電池材料必須含鋰的束縛規則也被打破，使用綠色、不含重金屬的材料構筑電池成為可能。

功能有機分子三氟甲基亞磺酸鋰（CF3SO2Li）為電池補充鋰離子。

據復旦大學介紹，目前鋰載體分子已通過初期實驗驗證，預計在電池總成本中占比不到10%，具備大規模商用潛力，可用于補鋰、儲能、光儲一體化。團隊正在開展鋰載體分子的宏量制備，并與國際頂尖電池企業合作，力爭將技術轉化為產品和商品，助力國家在新能源領域的引領性發展。

“如果未來能夠通過‘打針’修復電池，讓電池實現循環使用，就可以從源頭解決電池大規模報廢的問題，使產業生態走向智能化、環保化。”團隊期待該項成果早日走向應用，為推動經濟可持續發展和環境保護提供關鍵技術支撐。