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斯坦福、MIT和豐田合作預測電池使用壽命 加快電池上市時間/降低生產成本

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時間:1900/1/1 0:00:00

Century, Toyota, Discovered

(麻省理工學院教授理查德·布拉茨(左)和斯坦福大學材料科學與工程助理教授威廉·楚(右)。圖片來源:Amos Enshen Lu)如果手機電池廠商能夠判斷出哪些電池至少可以使用兩年,那么就可以把這種電池賣給手機廠商,把其他電池賣給要求不那么苛刻的設備廠商。據國外媒體報道,最近由斯坦福大學、麻省理工學院和豐田研究所進行的一項研究發現,制造商可以做到這一點,而且這項技術不僅可以用于電池分類,還可以幫助新的電池設計更快地上市。科學家結合實驗數據和人工智能,揭示了在鋰離子電池容量開始下降之前準確預測其使用壽命的關鍵。研究人員使用數億個電池充放電數據點來訓練一個機器學習模型,該模型根據電池早期循環中的電壓降和一些其他因素來預測每個電池可以持續多少次充放電循環。預測值在電池實際可持續的循環次數的9%以內。此外,該算法根據電池的前五次充放電循環將電池分類為長壽命電池或短壽命電池。而且,95%的預測結果是正確的。這種機器學習方法可以加速新電池設計和其他應用的研發,減少生產時間和成本。研究人員公開了這個數據集,這是同類數據中最大的。這個項目的一個關鍵點是找到一種更好的方法,在10分鐘內將電池充滿電,這可能會加速電動汽車的普及。為了生成訓練數據集,研究團隊不斷對電池進行充放電,直到電池的使用壽命耗盡,研究人員將電池容量損失定義為20%。在優化快充的過程中,研究人員想弄清楚是否有必要一直對電池進行放電,能否從電池的早期充放電循環中找到答案?一般來說,鋰離子電池的容量穩定一段時間,之后就會急劇下降。21世紀的大多數消費者都知道,在急劇下降的點上會有很大的不同。在這個項目中,使用的電池可以持續150到2300次循環。循環次數的差異部分是因為快充方式不同,但電池制造的不同也造成了電池循環次數的差異。研究人員開發的新方法有許多潛在的應用。比如可以縮短新電池的驗證時間,考慮到電池材料的快速發展,這一點非常重要。此外,通過這種分類技術,電動汽車使用的短壽命電池可以用于路燈供電或作為數據中心的備用電源。此外,回收電池的公司也可以從二手電動車電池中找到容量足夠的電池進行二次利用。此外,另一個潛在的應用是優化電池制造。電池制造的最后一步是“成型”,通常需要幾天到幾周的時間。然而,研究人員提供的方法可以顯著縮短過程,從而降低生產成本。目前,研究人員正在使用他們的機器學習模型來優化在10分鐘內將電池充滿電的方法,他們說這可以將充電時間減少10倍以上。Century, Toyota, Discovered

(麻省理工學院教授理查德·布拉茨(左)和斯坦福大學材料科學與工程助理教授威廉·楚(右)。圖片來源:Amos Enshen Lu)如果手機電池廠商能夠判斷出哪些電池至少可以使用兩年,那么就可以把這種電池賣給手機廠商,把其他電池賣給要求不那么苛刻的設備廠商。據國外媒體報道,最近由斯坦福大學、麻省理工學院和豐田研究所進行的一項研究發現,制造商可以做到這一點,而且這項技術不僅可以用于電池分類,還可以幫助新的電池設計……讓我更快進入市場。科學家結合實驗數據和人工智能,揭示了在鋰離子電池容量開始下降之前準確預測其使用壽命的關鍵。研究人員使用數億個電池充放電數據點來訓練一個機器學習模型,該模型根據電池早期循環中的電壓降和一些其他因素來預測每個電池可以持續多少次充放電循環。預測值在電池實際可持續的循環次數的9%以內。此外,該算法根據電池的前五次充放電循環將電池分類為長壽命電池或短壽命電池。而且,95%的預測結果是正確的。這種機器學習方法可以加速新電池設計和其他應用的研發,減少生產時間和成本。研究人員公開了這個數據集,這是同類數據中最大的。這個項目的一個關鍵點是找到一種更好的方法,在10分鐘內將電池充滿電,這可能會加速電動汽車的普及。為了生成訓練數據集,研究團隊不斷對電池進行充放電,直到電池的使用壽命耗盡,研究人員將電池容量損失定義為20%。在優化快充的過程中,研究人員想弄清楚是否有必要一直對電池進行放電,能否從電池的早期充放電循環中找到答案?一般來說,鋰離子電池的容量穩定一段時間,之后就會急劇下降。21世紀的大多數消費者都知道,在急劇下降的點上會有很大的不同。在這個項目中,使用的電池可以持續150到2300次循環。循環次數的差異部分是因為快充方式不同,但電池制造的不同也造成了電池循環次數的差異。研究人員開發的新方法有許多潛在的應用。比如可以縮短新電池的驗證時間,考慮到電池材料的快速發展,這一點非常重要。此外,通過這種分類技術,電動汽車使用的短壽命電池可以用于路燈供電或作為數據中心的備用電源。此外,回收電池的公司也可以從二手電動車電池中找到容量足夠的電池進行二次利用。此外,另一個潛在的應用是優化電池制造。電池制造的最后一步是“成型”,通常需要幾天到幾周的時間。然而,研究人員提供的方法可以顯著縮短過程,從而降低生產成本。目前,研究人員正在使用他們的機器學習模型來優化在10分鐘內將電池充滿電的方法,他們說這可以將充電時間減少10倍以上。

標簽:世紀豐田發現

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