锂离子电池已成为人类生产生活不可或缺的组成部分，面临两方面重大挑战。一方面，人们通过找到高性能电池材料实现了储能性能大幅提升，相关成果获2019年诺贝尔化学奖。另一方面，如何克服容量衰减与安全性退化，是制约电池更大规模储能的根本挑战。人们一直认为：电池是封闭体系，活性锂只能来自内部正极，其不可逆持续损耗必然导致电池容量衰减。
大规模电池退役可能造成污染环境和浪费资源
为了从根本上撼动这一认知，突破电池性能的物理极限，一支由复旦大学、上海科学智能研究院、中国科学院上海硅酸盐研究所和上海创智学院组成的跨学科研究团队正在开展上海市“科学智能百团百项”科技攻关项目。该项目旨在构建一个覆盖能源材料研发全链条的“人工智能超级大脑”，目标是从分子层面设计变革性材料，将电池寿命提升一个数量级，并实现异常电池的“分子级修复与重置”。
攻关核心：构建能源材料的“ai数字实验室”
项目的核心是开发一个机理与数据双驱动的能源材料大模型。传统材料研发依赖“试错法”，周期长、成本高。团队致力于整合从原子功能基元到宏观器件性能的海量异构数据，构建一个能理解材料“基因”（构效关系）的跨尺度智能模型。这相当于为能源材料创建了一个“数字孪生”实验室，科学家可以在虚拟世界中以百万倍的速度筛选和设计新材料。
基于此大模型，团队正在建设一个易用的能源材料ai协同开发平台。该平台将集成量子化学计算、分子动力学模拟等先进工具，并简化操作流程，目标是赋能广泛的科研与产业用户。其终极愿景是建立“计算-制备-测试”的全自动闭环，实现平台每日自主设计并制备超过10种新材料，极大加速研发进程。
构建能源材料的“ai数字实验室”
颠覆性目标：从“延缓衰老”到“返老还童”
在此强大平台的支撑下，团队正致力于打破传统电池设计规则，创制能精准补充电池损耗活性物质的功能分子。目标不仅是延缓衰老，更是要将性能严重衰减的异常电池恢复至接近出厂状态，同时排除安全隐患。项目的目标是将锂电池的循环寿命从目前的水平，大幅推进至10,000至30,000次，为储能系统带来革命性的经济性与环保价值。
创制下一代高性能材料：项目同时瞄准关键材料的源头创新。具体目标包括：创制比容量≥190 mah/g、分解电压低于4.0 v、产物与电池体系完全兼容的锂载体分子；探索高效化学反应机制和分子结构，清除电池中死锂等副产物，确保反应过程转化率高、放热量小，且对电池正负极结构、电解液体系无损兼容。
通过ai辅助发现新分子，突破锂电池寿命规律
里程碑与未来展望
团队前期研究工作于2025年初发表在
期刊（nature 2025, 638, 676），根据规划，将在未来数年内实现一系列关键里程碑：2026年初，预期发布专注能源材料的生成式ai模型；随后，将建成完整的ai协同设计平台与机器人实验闭环。
这项ai赋能的交叉研究，深度融合了人工智能、化学、材料科学和工程学。它不仅是一场针对电池寿命的科技攻坚，更是一次对传统材料研发范式的彻底重构。如果成功，该项目不仅将催生千亿级的电池长效管理与再生服务新产业，大幅降低储能成本，更能为每年数百万吨的退役电池找到高价值绿色出路，从源头助力“双碳”战略，引领全球能源材料进入智能化设计的新纪元。
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上观号作者：上海经信委