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大家好，我是電動車公社的社長。
最近幾年，越來越多“上歲數(shù)”的新能源車，由于電池續(xù)航衰減或故障等種種原因，開始面臨更換電池的問題。
不過，換電池是真的有些小貴?。?/strong>
根據(jù)去年一位開奔馳EQC的車主曝光的，4S店給他開出的更換電池報價單，材料+工時費加起來竟然高達22.6萬元：
不同品牌、不同車型、不同容量和規(guī)格的電池，價格都有一定差異。但即便是只有幾度電的插混車型，想要換塊電池包，也得掏大幾千塊才行。
更何況，汽車行業(yè)劇烈的內(nèi)卷之下，新車的價格一次又一次刷新下限。
到底是花高價換塊全新電池劃算，還是干脆咬咬牙加錢換輛新車劃算，相信很多人心里都有數(shù)。
但，如果存在一條另辟蹊徑的奇招，比如——讓奄奄一息的動力電池，原地滿血復(fù)活呢？！
近期，復(fù)旦大學(xué)團隊在美國知名學(xué)術(shù)刊物《自然》主刊上，發(fā)表了一篇名為《外部供鋰技術(shù)突破電池的缺鋰困境和壽命界限》的文章，可把大伙都驚到了。
這里面的內(nèi)容，是復(fù)旦大學(xué)高分子、聚合物科學(xué)團隊，潛心多年摸索出的“動力電池回春術(shù)”——
這項黑科技操作起來非常簡單，就像人感冒發(fā)燒去醫(yī)院看大夫一樣，只要給即將報廢的動力電池“打一針”，就能讓動力電池容光煥發(fā)！
聽起來是不是很像魔法？
別著急，在搞清楚這項技術(shù)的具體原理之前，咱們還得先從鋰電池為什么會出現(xiàn)容量衰減這件事出發(fā)。
鋰電池內(nèi)部蘊藏大量的鋰離子，是鋰電池工作的核心。
充電時，鋰離子從正極脫出，通過電解液這個“通道”流向負極，最后嵌入到負極孔隙之中，使得負極形成一種“富鋰狀態(tài)”。
通俗點說，就像是把水分子通過水泵抽到了高處，水的重力勢能就會增加一樣。
放電時，鋰離子再從富鋰狀態(tài)的負極跑出來，通過電解液在流回到正極。
相當(dāng)于水順著重力勢能流到低處。
由此可見，無論充電還是放電，最最關(guān)鍵的角色都是鋰離子。
但，就好比讓打工人成天沒日沒夜的工作一樣，每天搬磚的鋰離子也會累。
逐漸的，有一部分累了的鋰離子，就會選擇罷工，比如充電之后跑到負極碳孔隙里面，原地安家不出來了。
久而久之，罷工擺爛的鋰離子越來越多，愿意搬磚的鋰離子越來越少。從宏觀上來看，就會呈現(xiàn)出電池續(xù)航衰減、充不進去電等等情況。
同時，罷工的鋰離子在負極越堆越多，到后來逐漸堆砌尖銳的枝狀晶體結(jié)構(gòu)，也就是臭名昭著的“鋰枝晶”。
鋰枝晶越長越長，到最后刺破了電池隔膜，就會導(dǎo)致電池正負極短路，進而引發(fā)熱失控。
這也是為什么，有相當(dāng)多的電動車自燃事故，都是在充電過程中產(chǎn)生的。
話說回來，既然續(xù)航衰減，本質(zhì)上是由于電池缺鋰導(dǎo)致的。
因此電池廠近幾年新出的動力電池，往往會采用預(yù)埋鋰的方式進行一定程度的缺鋰預(yù)防，相當(dāng)于安排少部分“待崗”的鋰離子。
不過，這些待崗的鋰離子數(shù)量有限，總有消耗完的時候，到時候依然會出現(xiàn)電池的衰減現(xiàn)象。
于是，科學(xué)家們順著這一思路開始研究：既然缺鋰可以從內(nèi)部補鋰，那么從外部補鋰，能不能行得通呢？
而復(fù)旦大學(xué)的鋰電池“強心劑”，本質(zhì)上其實就是從外部給電池注射的鋰離子！
聽上去似乎沒那么復(fù)雜，但究竟通過什么物質(zhì)給電池補鋰，其實是個極其復(fù)雜的問題，不然隨便拎個小作坊就能干了。
既要達到填充鋰離子的效果，又不能影響原本正負極、電解液的化學(xué)體系，這種合適材料是非常難找的。
于是，復(fù)旦大學(xué)團隊借助了“萬能的AI”，費勁千辛萬苦，終于找到了一種名為三氟甲基亞磺酸鋰（CF3SO2Li）的物質(zhì)，這就是鋰電池強心劑的核心成分。
這里的AI，并不是我們平常能用到的ChatGPT、DeepSeek之類的，而是復(fù)旦大學(xué)為了找到這種材料，通過已有的電化學(xué)理論基礎(chǔ)構(gòu)建出的大模型。
他們起初挑選了240多種類似的材料，將其輸?shù)酱竽Ｐ椭羞M行計算，而三氟甲基亞磺酸鋰，就是百里挑一中選出來最適合當(dāng)鋰電池強心劑的物質(zhì)。
這種物質(zhì)的具體工作原理，可以認為是“鋰離子預(yù)備補充包”。
當(dāng)把三氟甲基亞磺酸鋰注射到因缺少鋰離子而容量衰減的電池的時候，這時給電池充電，只要電池電壓達到2.8V以上，三氟甲基亞磺酸鋰就會因電壓而分解，釋放出大量的鋰離子。
具體的試驗效果，也是相當(dāng)驚人——
復(fù)旦大學(xué)團隊的試驗對象是一節(jié)容量衰減到85%的磷酸鐵鋰電池，一針下去之后，讓電池繼續(xù)充放電循環(huán)1824次，電池容量竟然回到了99.6%！
更離譜的是，在繼續(xù)執(zhí)行充放電循環(huán)11818次之后，電池容量仍然高達96%。
如果按照電池容量80%為壽命極限的話，磷酸鐵鋰的循環(huán)壽命大概在2000-3000次，而注射“強心劑”之后的電池，可以讓磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命，提升3-5倍之多。
這么算下來，理論上電池的壽命能比車身的壽命還長……
這一實驗結(jié)果可把復(fù)旦大學(xué)團隊激動壞了，熱血上頭的他們，進而拿三氟甲基亞磺酸鋰做了一次更瘋狂的試驗。
他們直接把原先的電池正極移除了，由不含鋰的硫化物做代替，然后將大量三氟甲基亞磺酸鋰溶解在了電解液之中，手搓了一塊“無正極電池”。
誰能想到，這無正極電池的能量密度非常逆天，竟然達到了1192Wh/kg！
要知道，能量密度超高的8系三元鋰電池，能量密度也才300Wh/kg出頭，這相當(dāng)于瞬間將能量密度提升了4倍。
理論上來說，裝上這種電池之后，純電動車的續(xù)航到2000公里甚至3000公里都不成問題。在它面前，萬眾矚目的明星期貨固態(tài)電池都要黯然失色。
而且電池包的維修成本方面，也是非常之給力。
據(jù)測算，使用三氟甲基亞磺酸鋰修復(fù)電池的成本，僅為一塊新電池的約1/150。
好家伙，這東西看起來也太逆天了吧？
但可別高興得太早，這鋰電池強心劑在真正量產(chǎn)應(yīng)用之前，還有很多問題需要解決。
首先，三氟甲基亞磺酸鋰中帶有硫元素和氟元素。在為充電分解補鋰過程中，會不可避免地釋放出二氧化硫和氟碳化合物氣體。
二氧化硫是酸雨的罪魁禍首之一，吸入人體后會對呼吸道、心腦血管造成損傷，長期接觸還有致癌風(fēng)險。
氟碳化合物在毒性方面并不是很大，在生活中廣泛應(yīng)用于制造不粘鍋涂層、防靜電劑等等。
雖然毒性沒有二氧化硫那么大，但其氣體卻對自然環(huán)境有不小的危害。
空調(diào)制冷循環(huán)中使用的氟利昂就是典型的氟碳化合物大量釋放到空氣中，會破壞大氣臭氧層，形成臭氧層空洞，導(dǎo)致大氣層過濾強紫外線的能力大幅下降，進而間接影響人體健康。
所以說，想要讓三氟甲基亞磺酸鋰投入到市場應(yīng)用之中，“尾氣”處理問題是必須要慎重考慮的。
另外，雖然打一針下去能干活的鋰離子確實補充上了，但已經(jīng)罷工的鋰離子仍然存在在電池內(nèi)部。
也就是說，電池容量雖然能恢復(fù)，但電池內(nèi)部的鋰枝晶還是存在的，依然會隨著電池使用次數(shù)的增多而累計。
用得越久，鋰枝晶刺破隔膜觸發(fā)熱失控的概率也就越高。
所以說，想要徹底讓舊電池重獲新生，“補鋰”只是第一步，接下來還需要徹底消除鋰枝晶對電池安全產(chǎn)生的隱患。
動力電池想要徹底起死回生，還有很長的路要走。
?寫在最后????
雖說電池“強心劑”這項技術(shù)距離實際應(yīng)用落地還有一段距離，但不可否認的是，這項技術(shù)的前景非常廣闊。
就像社長開頭時所說的，電池修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，有望大幅減少電動車需要換電池帶來的維修成本壓力。電動車保值率低的問題，也將迎刃而解。
進一步來說，電池修復(fù)技術(shù)逐漸發(fā)展成熟之后，對于動力電池的回收再利用也是一項重大利好。
有望讓動力電池在不拆解的情況下，直接開始新一輪的循環(huán)，盤活動力電池回收產(chǎn)業(yè)。
畢竟現(xiàn)在電動車越賣越多，越來越多的人開始擔(dān)憂廢舊動力電池堆積成山，對于環(huán)境造成的隱患了。
總之，對于動力電池的未來，既有期待也有挑戰(zhàn)。
最后的最后，也要感謝科學(xué)工作者們的潛心探索和辛勤付出。有了他們，才有了中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的進步；也正是他們，引領(lǐng)著世界的潮流。
