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阿貢研究人員通過機(jī)器學(xué)習(xí)來快速預(yù)測電池壽命

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:蓋世汽車 發(fā)布時間:2022-05-09 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:據(jù)外媒報道,電池化學(xué)家利用新的計算模型,僅基于單周期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),即可計算電池壽命。

美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory)的研究人員借助于機(jī)器學(xué)習(xí),預(yù)測一系列不同電池化學(xué)成分的生命周期。該實(shí)驗(yàn)室收集一組代表六種不同電池化學(xué)成分的300個電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究人員利用這些數(shù)據(jù),可以精準(zhǔn)確定不同電池的持續(xù)循環(huán)時間。

在機(jī)器學(xué)習(xí)算法中,研究人員訓(xùn)練一個計算機(jī)程序,基于一組初始數(shù)據(jù)做出推論。然后,利用從訓(xùn)練中學(xué)到的東西,對另一組數(shù)據(jù)做出決策。阿貢計算科學(xué)家Noah Paulson表示:“對用戶來說,不論是哪種電池應(yīng)用,如手機(jī)、電動汽車和電網(wǎng)存儲,電池的壽命都具有重要意義。一塊電池可能要經(jīng)過數(shù)千次循環(huán)才會失效,這大概需要數(shù)年時間。通過這種方法,可以快速確定不同電池的性能?!?

“目前,評估電池容量衰減的唯一方法是實(shí)際循環(huán)電池。”阿貢電化學(xué)專家Susan "Sue" Babinec補(bǔ)充說,“這樣做的成本很高,而且需要很長時間?!?

確定電池壽命的過程可能比較麻煩。據(jù)介紹,“現(xiàn)實(shí)情況是,電池不可能永遠(yuǎn)使用下去。其使用壽命取決于具體的使用方式,以及電池的設(shè)計和化學(xué)成分。目前為止,還沒有一種很好的方法,可以測定電池能使用多長時間?!?

此項(xiàng)研究的獨(dú)特之處在于,受益于阿貢對各種電池正極材料所做的大量實(shí)驗(yàn)工作,尤其是阿貢獲得專利的鎳錳鈷(NMC)基正極。Paulson表示:“這些代表不同化學(xué)成分的電池,會以不同的方式降解和失效。這項(xiàng)研究的價值在于,提供了反映不同電池性能的信號?!?

Paulson表示,對這一領(lǐng)域進(jìn)行深入研究,對鋰離子電池的未來發(fā)展具有指導(dǎo)意義?!鞍⒇曀茏龅氖虑橹皇?,通過已知化學(xué)成分訓(xùn)練算法,并對未知化學(xué)成分做出預(yù)測。從本質(zhì)上說,該算法有助于找到新的、改進(jìn)的化學(xué)物質(zhì),從而延長電池壽命?!?

研究人員認(rèn)為,這種機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以加速電池材料的開發(fā)和測試。

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