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人工智能找到了一种“魔药”,可以使死电池恢复活力

2025-06-02 10:30:00 英文原文

作者:You Xiaoying

电动汽车留下了死锂离子电池的山。新的注射使他们重生

Illustration, view from above of a couple plugging in an electric vehicle to recharge a low or dead battery, indicated with a battery icon with 2 red bars superimposed on the roof of the car

Malte Mueller/Getty图像

中国的一组研究人员找到了一种方法将死去的锂离子电池恢复活力,有可能减少从用电动汽车(EV)电池迅速堆积的废物量,以及生产尽可能多的新废物。

团队的工作是革命性的,因为它为重复使用寿命末电池提供了一个新的想法,'上海汤吉大学的江口朱说,他研究了电动汽车中的电池使用电池,并且没有参与这项新研究,该研究最近在最近发表了。自然

数量需要处置的用过的锂离子电池根据A的数据报告由联合国发展计划于去年9月发布。作为世界领导者在部署电动汽车时,中国已经每年都在处理280万吨退休牢房。黄江,中国电子节能技术协会主席,政府批准的贸易机构。


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随着消费市场和废物堆积的迅速增长,上海福丹大学的化学家Yue Gao及其同事预计对长寿的需求会增加锂离子电池

一个电动电池通常达到其生命的尽头,或者当它的容量下降时低于80其原始水平的百分比大约八到十年。电池帐户大约40整个车辆成本的百分比。

Gao和他的同事们想找到一个可以通过将死细胞注入锂离子来补充死细胞的分子。但是,我们不知道什么样的分子可以做到这项工作或它们的化学结构是什么,因此我们使用机器学习来帮助我们。”Fudan University的学生是Gao团队的成员,但不是新研究的合着者。

Experimental setup showing electrolyte being injected into a spent blue battery pack on a white lab bench

通过注入电解质溶液,将锂离子恢复为用过的电池组。

Zhao Chihao

研究人员使用了对化学规则训练的人工智能模型。他们给它提供了电化学反应的数据库,如果它寻找可以满足其需求的分子,例如在电解质溶液中很好地溶解并且生产相对便宜。该模型建议三个候选人,团队确定了其中一个,一种称为三氟甲硫酸锂的盐(Liso)2CF3),是理想的。

研究人员通过将其溶解在电解质溶液中,从而测试了该锂离子盐,从而使离子可以在细胞的正末端和负末端传递。Gao将其比作给人类患者的IV。如果我们可以向病人注射以帮助他们康复。

Gao和他的同事发现,化学混合物可以显着延长磷酸锂(LFP)电池的寿命。电动电动汽车供电的LFP电池通常可以被充电,然后在被视为死亡之前排放约2,000次(当它的容量低于80%时)。每当电池接近该阈值时,通过添加电解质,该团队每次都可以恢复大部分电池的容量,并且几乎可以进行工作和新电池的工作。在实验结束时,在近12,000个电荷 - 释放周期后,该细胞恢复了96%的能力。

Gao说,该方法还针对NMC(镍,锰和钴)锂离子电池进行了后续实验。

福丹大学目前是与中国电池材料制造商智格扬泰(Yongtai)新材料根据Yongtai发表的社交媒体帖子的商业化。GAO设想了一个广泛的促进电池燃料站的系统,在该系统中,电动汽车所有者将能够带来恢复活力的死力源。

习近平的Chenguang Liu说,中国的Jiaotong-Liverpool University的Chenguang Liu说,这个想法是很有希望的,他研究了电池材料,并且没有参与研究。但是他引用了一些挑战。例如,该方法将需要与各种电池化学分配兼容,并且必须测试复活的单元的安全性。

EV功率不是来自一个简单的单元,而是来自可以包含数百甚至数千个电池的电池组以及热控制系统和其他组件。高高说:`我们只对单元进行了实验,我们需要找到一种将其应用于整个电池组上的方法。”

总部位于伦敦的咨询公司的电池重复使用和回收兼董事总经理汉斯·埃里克·梅林(Hans Eric Melin)表示,他的团队的方法是今天中国电动电池的直接重新回收过程的最接近的事情。(在中国,一些退化的电动电池目前用于为其他需要较低能源输出的产品提供动力,例如电动摩托车和能源储存站。其他产品是被压碎并切成工业废物称为黑色质量,可以收获从中有价值的原材料,例如锂和石墨。)

梅林认为,研究人员的提议可能会有商业机会。尽管他说市场可能很小,因为电动汽车电池的寿命可能长达15年。他指出,它还需要以一种允许注射电解质的方式设计的电池组。

他补充说,这个问题是,如果以某种方式(必需的更改)干扰电池性能所需的其他设计方面是否值得。”

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摘要

一组中国研究人员开发了一种使用电解质注入,可能减少废物和对新电池的需求的方法来恢复死去的锂离子电池。This innovation could address the growing issue of spent EV batteries, expected to increase from 900,000 metric tons this year to 20.5 million metric tons by 2040. The researchers used AI to identify a salt called lithium trifluoromethanesulfinate (LiSO2CF3) that can restore battery capacity, extending the life of lithium iron phosphate batteries up to nearly 12,000 charge-discharge cycles and showing promise for NMC电池也是。Fudan University正在与Zhejiang Yongtai的新材料合作,以商业化这种方法,旨在“促进电池燃料站”,在此旨在为电动汽车所有者充电其死电池。但是,在将过程适应各种电池化学和确保整个电池组的安全性方面仍然存在挑战。