鋰離子電池“最佳配方”研發(fā)有望加速

英國(guó)《自然·通訊》雜志27日發(fā)表一項(xiàng)最新技術(shù)成果，美國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)描述了一種機(jī)器人學(xué)與人工智能(AI)相結(jié)合的技術(shù)，該技術(shù)能篩選出鋰離子電池非水液體電解質(zhì)溶液的“最佳配方”。該研究或有助于加快研發(fā)出功能更好的充電電池，比如充電速度更快、使用壽命更長(zhǎng)。

開(kāi)發(fā)高性能電池技術(shù)對(duì)于推動(dòng)運(yùn)輸和航空業(yè)的電氣化格外重要。開(kāi)發(fā)鋰離子電池成分的傳統(tǒng)技術(shù)需要對(duì)可能的材質(zhì)選擇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，非常耗時(shí)，有時(shí)候研發(fā)過(guò)程需要好幾年。尤其在研發(fā)非水液體電解質(zhì)溶液的情況下，需要選擇出多種溶劑、鹽及特定比例，許許多多的設(shè)計(jì)變量，都使得電解質(zhì)優(yōu)化既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。曾有人提出了一種加快這一進(jìn)程的方法——利用AI與機(jī)器人相結(jié)合的技術(shù)，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的電池成分。

美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)研究人員溫卡特·韋斯萬(wàn)納森、杰·懷塔克利及他們的同事，此次設(shè)計(jì)了一個(gè)名為“Clio”的定制自動(dòng)化機(jī)器人平臺(tái)，并與一個(gè)名為“蜻蜓”(Dragonfly)的基于貝葉斯優(yōu)化的AI相結(jié)合。利用這些工具，他們證明了該系統(tǒng)能在兩個(gè)工作日里的42次實(shí)驗(yàn)中，自主篩選并確定出6種高導(dǎo)電非水鋰離子電池的電解質(zhì)配方。

研究人員指出，他們的方法發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)的速度是隨機(jī)篩選速度的6倍。研究團(tuán)隊(duì)在商用鋰離子軟包電池中測(cè)試了該電解質(zhì)溶液，并以傳統(tǒng)的電解質(zhì)組分作為基線實(shí)驗(yàn)，演示了其快速充電的性能。

研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)道，他們的研究有助于高性能充電電池的研發(fā)，對(duì)于更大范圍的能源應(yīng)用和材料科學(xué)具有重要意義。

總編輯圈點(diǎn)

曾經(jīng)鮮花著錦的人工智能產(chǎn)業(yè)本身，近幾年已經(jīng)冷靜了不少。但人工智能和其他領(lǐng)域結(jié)合應(yīng)用的案例已越來(lái)越多。這次，科研人員設(shè)計(jì)了定制自動(dòng)化機(jī)器人平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了新的AI算法。該系統(tǒng)能在短時(shí)間內(nèi)篩選并確定高效的鋰電池的電解質(zhì)配方。要知道，如果按傳統(tǒng)方法，需要反復(fù)調(diào)試、試驗(yàn)，還是由算法在虛擬世界進(jìn)行配方調(diào)試來(lái)得省事。類似的配方篩選，不僅可以用在電池上，其他涉及配方的能源和材料領(lǐng)域或許也可以得到智能系統(tǒng)的幫助。