尖端的電子產(chǎn)品，包括電動(dòng)汽車和最新的智能手機(jī)，都依賴于電池，這些電池的化學(xué)成分仍然在很大程度上是通過反復(fù)試驗(yàn)手動(dòng)開發(fā)的。現(xiàn)在，一項(xiàng)新的研究表明，人工智能可以指導(dǎo)機(jī)器人快速找到先進(jìn)的新電池配方。一組科學(xué)家于9月27日在《自然通訊》雜志上在線詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。
開發(fā)新電池的傳統(tǒng)技術(shù)可能需要數(shù)年時(shí)間，因?yàn)檠芯咳藛T必須對許多可能的組件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)相互競爭的目標(biāo)，例如更長的使用壽命，更大的容量，更快的充電速度和更高的安全性，這變得更加復(fù)雜。
《自然通訊》的合著者、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)能源技術(shù)專家Jay Whitacre最近表示：在特斯拉電動(dòng)汽車中發(fā)現(xiàn)的那種鋰離子電池可能有一種初級鹽-通常是六氟磷酸鋰-以及兩種或三種溶解鹽的液體溶劑和一種或兩種秘密添加劑，所有這些成分都有許多令人信服的潛在組合，可能含有多種鹽，五種或六種或更多溶劑，多種添加劑，這些都可能非常復(fù)雜。
為了改進(jìn)鋰電池，人們必須通過千百次不斷的復(fù)雜試驗(yàn)，以求找出最好的配方和最好的生產(chǎn)工藝，這是一項(xiàng)龐大且漫長的艱難工作。
一項(xiàng)新研究中，研究人員試圖通過將名為Clio的機(jī)器人平臺與稱為Dragonfly的AI耦合來加速電池開發(fā)，以便以自主方式找到電池組件的最佳組合。是計(jì)算機(jī)建立模擬學(xué)習(xí)人工工作過程，幫助人們擺脫人工循環(huán)，而且使試驗(yàn)周期大大加快。
在這項(xiàng)新研究中，該系統(tǒng)自主地用六氟磷酸鋰鹽和溶劑碳酸乙烯酯，乙基甲基碳酸酯和碳酸二甲酯進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。（在鋰離子電池中，鹽溶解在一種或多種溶劑中以形成液體電解質(zhì)。鋰離子從一種電解質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種電解質(zhì)以攜帶電荷）
機(jī)器人系統(tǒng)使用泵將各種溶劑組合注入帶有鋰鎳錳鈷氧化物陰極和石墨陽極的袋子中。
在兩個(gè)工作日內(nèi)進(jìn)行的42項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)自主鑒定出六種電解質(zhì)，這些電解質(zhì)比傳統(tǒng)的電解質(zhì)成分能夠更快地充電。這種方法對新化學(xué)物質(zhì)的撞擊速度是通過隨機(jī)搜索發(fā)現(xiàn)它的速度的六倍。
研究人員指出，他們的系統(tǒng)每天可能比普通人類操作員進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)測量，并使用大約30%的實(shí)驗(yàn)室材料。在未來，他們認(rèn)為他們的系統(tǒng)可能會被證明是做這項(xiàng)工作的人的20到1000倍。
這些實(shí)驗(yàn)的唯一目標(biāo)是更快地充電電池。此外，這個(gè)系統(tǒng)還可以同時(shí)進(jìn)行其他的多個(gè)目標(biāo)任務(wù)。
