斯坦福、MIT和豐田合作預測電池使用壽命 加快電池上市時(shí)間/降低生產(chǎn)成本

　　如果手機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(lèi)電池賣(mài)給手機制造商，把其他類(lèi)的電池出售給要求不是那么高的設備制造商。據外媒報道，由斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)、麻省理工學(xué)院(theMassachusettsInstituteofTechnology)以及豐田研究所(ToyotaResearchInstitute)開(kāi)展的一項最新研究發(fā)現，制造商們能夠做到這一點(diǎn)，而且該項技術(shù)不僅可以用來(lái)對電池進(jìn)行分類(lèi)，還可幫助新款電池設計更快上市?？茖W(xué)家們結合綜合實(shí)驗數據以及人工智能，揭示了在鋰離子電池容量開(kāi)始下降之前，準確預測電池使用壽命的關(guān)鍵。研究人員們利用數億個(gè)電池充放電數據點(diǎn)，訓練了機器學(xué)習模型，該算法根據電壓下降和電池早期循環(huán)中的一些其他因素，預測了每個(gè)電池還能持續多少次充放電循環(huán)。

　　預測值在電池實(shí)際能夠持續的循環(huán)次數的9%以?xún)?，此外，該算法根據電池?次充放電循環(huán)將電池分類(lèi)為長(cháng)壽命電池或短壽命電池。而且，95%的預測結果都是正確的。該機器學(xué)習方法能夠加速新型電池設計以及其他應用的研發(fā)，減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。研究人員已經(jīng)將該數據集公開(kāi)，該數據集是同類(lèi)數據集中最大的。

　　該項目的一個(gè)重點(diǎn)是找到一種更好的方法，10分鐘內給電池充滿(mǎn)電，該功能可能會(huì )加速電動(dòng)汽車(chē)的普及。為了生成訓練數據集，該研究小組對電池不斷進(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)間內是穩定的，然后才會(huì )急劇下降。大多數21世紀的消費者都知道，急劇下降點(diǎn)會(huì )存在很大差異。在該項目中，使用的電池可以持續150至2300次循環(huán)，循環(huán)次數的差異部分是由于測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)次數的差異。

　　研究人員研發(fā)的新方法有很多潛在應用。例如，可以縮短新型電池的驗證時(shí)間，考慮到電池材料的發(fā)展迅速，縮短驗證時(shí)間非常重要。此外，有了此類(lèi)分類(lèi)技術(shù)，對于電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)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(zhù)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器學(xué)習模型，優(yōu)化10分鐘內給電池充滿(mǎn)電的方法，他們表示，可讓充電時(shí)間減少10倍以上。