斯坦福 MIT和豐田合作預(yù)測(cè)電池使用壽命
日期：2024-10-16 12:47:04 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：493(麻省理工學(xué)院教授Richard Braatz(左)和斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程助理教授William Chueh (右)圖片來(lái)源：Amos Enshen Lu)
蓋世汽車訊 如果手機(jī)電池制造商能夠判斷哪些電池可至少用兩年，那么就可以將此類電池賣給手機(jī)制造商，把其他類的電池出售給要求不是那么高的設(shè)備制造商。據(jù)外媒報(bào)道，由斯坦福大學(xué)(Stanford University)、麻省理工學(xué)院(the Massachusetts Institute of Technology)以及豐田研究所(Toyota Research Institute)開展的一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，制造商們能夠做到這一點(diǎn)，而且該項(xiàng)技術(shù)不僅可以用來(lái)對(duì)電池進(jìn)行分類，還可幫助新款電池設(shè)計(jì)更快上市?？茖W(xué)家們結(jié)合綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及人工智能，揭示了在鋰離子電池容量開始下降之前，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電池使用壽命的關(guān)鍵。研究人員們利用數(shù)億個(gè)電池充放電數(shù)據(jù)點(diǎn)，訓(xùn)練了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該算法根據(jù)電壓下降和電池早期循環(huán)中的一些其他因素，預(yù)測(cè)了每個(gè)電池還能持續(xù)多少次充放電循環(huán)。
預(yù)測(cè)值在電池實(shí)際能夠持續(xù)的循環(huán)次數(shù)的9%以內(nèi)，此外，該算法根據(jù)電池前5次充放電循環(huán)將電池分類為長(zhǎng)壽命電池或短壽命電池。而且，95%的預(yù)測(cè)結(jié)果都是正確的。該機(jī)器學(xué)習(xí)方法能夠加速新型電池設(shè)計(jì)以及其他應(yīng)用的研發(fā)，減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。研究人員已經(jīng)將該數(shù)據(jù)集公開，該數(shù)據(jù)集是同類數(shù)據(jù)集中最大的。
該項(xiàng)目的一個(gè)重點(diǎn)是找到一種更好的方法，10分鐘內(nèi)給電池充滿電，該功能可能會(huì)加速電動(dòng)汽車的普及。為了生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，該研究小組對(duì)電池不斷進(jìn)行充放電，直到電池的使用壽命殆盡，其中研究人員將電池容量損失定義為20%。在優(yōu)化快速充電的過(guò)程中，研究人員想弄清楚，是否有必要一直將電池耗盡，答案能否從電池早期充放電循環(huán)中找到呢?
一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的容量在一段時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，然后才會(huì)急劇下降。大多數(shù)21世紀(jì)的消費(fèi)者都知道，急劇下降點(diǎn)會(huì)存在很大差異。在該項(xiàng)目中，使用的電池可以持續(xù)150至2300次循環(huán)，循環(huán)次數(shù)的差異部分是由于測(cè)試了不同的快速充電方法，但是電池制造的差異也造成了電池循環(huán)次數(shù)的差異。
研究人員研發(fā)的新方法有很多潛在應(yīng)用。例如，可以縮短新型電池的驗(yàn)證時(shí)間，考慮到電池材料的發(fā)展迅速，縮短驗(yàn)證時(shí)間非常重要。此外，有了此類分類技術(shù)，對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)壽命較短的電池，可以用于給路燈供電，或者作為數(shù)據(jù)中心的備用電源。此外，回收電池的公司也可以從二手電動(dòng)汽車電池組中找到容量足夠的電池，進(jìn)行二次使用。
此外，另一種潛在應(yīng)用就是優(yōu)化電池制造。電池制造的最后一步是“成型”，一般需要幾天至幾周的時(shí)間。但是研究人員提供的方法可以顯著縮短該過(guò)程，從而降低生產(chǎn)成本。目前，研究人員正在使用其機(jī)器學(xué)習(xí)模型，優(yōu)化10分鐘內(nèi)給電池充滿電的方法，他們表示，可讓充電時(shí)間減少10倍以上。