机器学习模型预测电池的循环寿命

设想一个场景:一个巫师告诉一个刚出生的孩子的父母孩子会活多久。同样的经验是现在可能电池化学家利用新颖的计算模型来评估电池寿命取决于单个周期的实验数据。

调查人员从美国能源部(DOE)阿贡国家实验室诉诸于机器学习的能力来预测广泛范围的各种化学电池的寿命。

研究人员可以精确地确定只是多久各种电池的帮助下将继续循环实验数据收集阿尔贡的300电池代表六种不同的电池化学配方。

机器学习算法而言,研究人员训练计算机程序创建一组初始的数据推断,随后把它吸收了从培训决策在一个数据集。

对于每一种不同的电池应用程序,从手机到电动汽车到网格存储,电池寿命是每个消费者的关键。需要循环电池成千上万次,直到失败可以年;我们的方法创建一种计算试验厨房,我们可以快速建立不同的电池是如何执行。

诺亚保尔森研究作者和计算机科学家,阿贡国家实验室

”现在,唯一的方法来评估电池消失的能力是如何循环的电池。它非常昂贵,而且需要很长时间说:“阿贡electrochemist苏珊“苏”Babinec,这项研究的合著者。

保尔森认为,解决电池寿命的过程可以是一个艰巨的任务。

”现实情况是,电池不会永远持续下去,和他们持续多久取决于我们使用它们的方式,以及他们的设计和化学。直到现在,真的没有一个很好的方法知道电池将持续多久。人们会想知道他们有多久,直到他们把钱花在一个新的电池,”保尔森说。

这项研究的一个特殊方面是,它取决于综合实验工作在阿贡在一系列电池阴极材料,尤其是阿贡的专利镍锰钴(NMC)的阴极。欧洲杯足球竞彩

我们有电池,代表不同的化学反应,有不同的方式,他们将降低和失败。本研究的价值在于它给我们信号不同的电池如何执行的特征。

诺亚保尔森研究作者和计算机科学家,阿贡国家实验室

保尔森说,进一步的研究在这个领域可以指导锂离子电池的未来。

我们能够做的事情之一就是训练算法在一个已知的化学和它在一个未知的化学作出预测。本质上,该算法可以帮助点我们新的和改进的化学反应的方向,提供更长的寿命。

诺亚保尔森研究作者和计算机科学家,阿贡国家实验室

在这种方法中,保尔森相信机器学习算法可以加快电池材料的开发和测试。欧洲杯足球竞彩

保尔森说,“你说你有一个新材料,循环几次。你可以使用我们的算法来预测其寿命,然后决定是否要继续循环实验。”

Babinec补充说,“如果你是一个研究员在实验室,你会发现和测试更多的材料在更短的时间,因为你有一个更快的方式来评估他们。欧洲杯足球竞彩”

这项研究发表在了能源杂志。

保尔森和Babinec之外,其他作者的研究包括约瑟夫•Kubal Logan病房,陆Saurabh Saxena,温泉从阿贡。

本研究在经济上支持的阿贡Laboratory-Directed研发(LDRD)资助。

期刊引用:

保尔森n . H。等。(2022)特性为机器学习工程启用电池生命周期的早期预测。能源杂志。doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.231127。

来源:https://www.anl.gov/