科学家用AI研究锂电池,将两年的研发时间缩短到一个月!

电动汽车产业正在起飞,而电池是决定电动汽车性能的关键,但电池研发是个漫长、复杂的过程。在过去,电池研发速度难以追赶市场需求;然而近年研究团队将AI导入研究,电池研发速度因此大幅提升。

AI参与电池研究,将两年研发时间缩短到一个月

斯坦福大学Precourt能源研究所的实验室中,有许多冰箱大小的柜子,每个柜子有大约100个锂电池。研究团队每天将这些电池充放电几十次,以产生性能数据,让斯坦福大学、麻省理工学院、丰田研究所的研发团队训练AI。

在一般情况下,AI需要取得电池退化后的数据,才能预测未来的性能,这得耗上几个月的时间,先让电池退化才能取得数据。但研究团队的AI仅需收集几个小时的数据,就能够预测电池的终身性能,此时电池仍处于巅峰状态。

快速充电攸关电动汽车的应用,但是快充会影响电池的寿命,因此必须在两者间找到平衡点。充电的方式有无数种,而AI可以帮研究团队找到最佳的充电方式。斯坦福材料科学家William Chueh通过AI,在不到一个月的时间优化锂电池的快充方式;Chueh表示,如果没有AI,会需要两年的时间才能达到同样的研究成果。

加快电池研究,目的是对抗全球暖化

但直到最近,电池研发AI都仍因为缺乏数据而受阻。斯坦福大学专精于电池分析的数据科学家Bruis van Vlijmen表示,从历史来看,电池数据的获取非常困难,因为研究人员与企业间没有共享信息。2019年后,Chueh与他的同事公开所有的电池数据,以便其他研究人员训练自己的AI。在当时,这是史上最大的电池性能数据集合。

下一步,是将AI带出实验室,参与电池的制造。电池研究与制造公司InoBat于2018年成立,使用Wildcat Discovery Technologies开发的AI研究平台,快速制作新的电池化学成分原型。首席执行官Marian Bocek表示,AI能对锂离子化学成分进行全面性的探索,也就是说,AI不是一次只调整一个组件,而是模拟电池在几个不同的变量同时修改后的性能,大幅提升研发过程。Bocek表示,与传统实验方式相比,通过AI,新电池的研究快了10倍。

加快电池的研究,目的是要提升电池性能,加速电池的产业应用,最终达到减碳的目的。再生能源的痛点是发电不稳定,需要储能系统来稳定供电;电池也能为汽车等移动设备提供能源,取代燃油引擎。为了对抗全球暖化,电池研发速度至关重要。

参考资料

《WIRED》