這個國慶，復旦大學高分子科學系教授高悅團隊仍然實驗室里的電化學測試一直沒有停，提高電池低溫性能是他們正在解決的難題。這是為了進一步完善團隊今年在《自然》上發表的為電池“打一針”，恢復鋰電池“健康”的這一重要技術突破，這被認為將深刻改變新能源格局。

《麻省理工科技評論》中國“35歲以下科技創新35人”、未來科學大獎基金會亞洲青年學者獎……1990年出生的高悅，加盟復旦大學5年，已收獲一連串榮譽。但比起這些，他更希望大家關注的是團隊的研究成果和產品。“我們團隊大部分是95后、00后，大家都覺得闖沒人走過的路，才是為國攻堅最酷的事，我們都樂在其中。”高悅說。

(資料圖片)

高悅（左一）在實驗室向學生們展示如何修復報廢電池，并重新在機器狗中使用。

最前沿研究來自最樸素想法

在高悅的實驗室展示柜里，一個蛋形的玻璃容器中，盛放著白色的粉末。而在它旁邊，一個被固定在加熱燒杯中的圓底燒瓶里，則盛放著偏白色的液體。

這就是高悅團隊的重要研究成果之一：三氟甲基亞磺酸鋰（CF3SO2Li）的固體和液體兩種狀態。當鋰電池的壽命即將終結時，為它“打一針”這種載體分子，就能使電池恢復容量，而鋰電池的循環壽命能從目前的500-2000圈提升到超過12000-60000圈。

鋰電池“補鋰”，一直是業界關注的重點話題。然而，究竟怎么補？學術界和工業界尚都無理想答案。如果僅補充帶正電的鋰離子，這違背化學定律。周悅帶領團隊另辟蹊徑，利用有機化學原理，設計出特殊載體分子。這種分子注入電池后，通過電化學反應，精準釋放出所需的鋰離子，并將其余成分降解排出，從而實現對電池的修復。

鋰電池為什么會老化？高悅打了個比方，就好像工地上原本有100個工人在來回搬磚，隨著時間推移，工人不斷流失，只剩下80個。這里的“工人”，就是鋰離子。團隊發現，絕大多數廢電池的正負極材料其實都完好無損，損耗的關鍵在于鋰離子。“缺啥補啥”——這個最樸素的想法就成了高悅研究的起點。

“讀博士以前，我以為電池是純工程的東西，只與產業相關。但事實上，最底層的是物理和化學科學。”高悅說。本科時打下有機化學的扎實基礎，研究生時對靶向治療、精準給藥等領域有所涉獵，再加上博士、博士后階段切入能源工程的系統思維，最終讓他在聚焦電池技術時，成功將化學合成與電化學原理結合，得以直接探索鋰離子損耗的核心問題。

團隊成員杜佳勇在手套箱進行有機實驗，合成有機鋰載體分子。

三年沒成果，依然收到鼓勵和支持

“我希望自己做的東西，最終能為國效力。”和很多到海外深造的學子一樣，高悅的夢想是學以致用。學成回國后，他決定留在上海，加入復旦大學。

“前三年，什么成果也沒有，但學校和院系還是很支持我，我還收到了很多老師的鼓勵。”正是這種不以短期成果論英雄的環境，讓高悅沉下心來，專心去挑戰那些真正重要但需要長期投入的原創性難題。

此外，復旦正在大力發展的科學智能（AI for Science），也讓他能充分利用AI，甚至改變了研究方式。“過去，我們尋找新分子，只能通過一個個‘打鳥槍’，這個不行就換下一個。”高悅說到這里又打了個形象的比方，“就像讓一個果農去找一種‘長得像葡萄，聞起來像西瓜，吃起來像石榴’的水果，他肯定一臉懵，因為心中根本沒概念。”而AI的作用，就是幫助人類找到這種水果。高悅團隊正是借助AI找到了那個分子——三氟甲基亞磺酸鋰。

在此之后，“果農”手握利器，找類似分子更容易了。高悅介紹，團隊目前已經找到了大概50種此類分子。之所以要找這么多，是因為當涉及到產線生產時，復雜指數會成倍上升。“我并不想只做理論，而是想做出能應用的產品。”高悅說。

團隊成員趙馳昊在實驗室對有機合成后的產物進行提純。

從實驗室到生產線，領跑行業前沿

科技競爭，只爭朝夕。今年4月，美國能源部把電池修復列入新的研究方向。而高悅團隊早于今年2月就發表了相關論文。這說明我國科學家在該領域已處于領先地位。

在高悅團隊里，大部分成員都是95后、00后。“我覺得他們更有使命感，愿意為自己熱愛的事付出，而且大家的科研夢想都很一致，希望不再‘追趕和跟隨’。”讓高悅特別感慨的是，在實驗室，大伙都會工作到很晚，因為“大家都知道，我們在做一件有價值的、而且可能會有應用結果的事”。

但是，一項實驗室成果要真正成為市場上的產品，其過程遠比單純發表論文要漫長、要經歷更多曲折。“在工業流程中，每一步都必須非常精確。比如烘干，要精確到120攝氏度，差5度都不行。”一旦一個流程失敗了，只能從頭再來。這也促使團隊繼續探索，從最初只關注化學性質，演進為將“化學性質+成本+工程工藝”三個維度全部納入考量。

來自一線的反饋，促使著團隊不斷改進新分子，并將實驗室里“小鍋小灶”的合成方法，重新優化成適合“大鍋飯”的工業流程。目前，團隊正和上市公司合作，將借助企業產線、實驗室資源，進行產品的量產放大測試。團隊研發的“外部補鋰”技術，能通過在電池生產環節中加入特殊分子，實現其壽命的數倍延長，目前已進入商用化測試階段。

團隊成員康孜揚對組裝好的軟包電池進行性能測試。

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