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AI赋能电池研发新突破:小循环大预测,研发周期大幅缩短

   时间:2026-02-09 10:05:20 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

科学家在电池研发领域取得突破性进展,一套基于机器学习的新型预测系统可大幅缩短新型电池从设计到验证的周期。该技术由密歇根大学团队开发,通过分析少量实验数据即可精准预估电池寿命,使传统需要数月甚至数年的测试流程压缩至数天完成。

研究团队构建的智能系统包含三个核心模块:负责初步筛选的"学习者"、解析物理机制的"解释器"以及整合知识的"预言者"。在实验阶段,"学习者"会从众多候选方案中挑选有潜力的电池设计,在特定工况下进行约50次充放电循环测试。这些基础数据随后被"解释器"通过物理模型深度解析,识别电极材料在高温、应力等条件下的老化规律。

与传统统计模型仅关注电压、电流等表层参数不同,该系统着重挖掘电池内部的物理化学变化。通过建立电极材料形变、离子扩散速率与寿命衰减的关联模型,系统能够捕捉不同形态电池的共性老化特征。实验数据显示,即便仅用圆柱电池数据训练,该模型仍能准确预测软包电池的循环寿命,验证了其跨形态泛化能力。

在加州法尔瑞斯能源公司的验证实验中,这套AI系统展现出显著优势。传统测试需要完成1000次以上充放电循环才能获得可靠数据,而新方法仅需50次循环即可达到同等预测精度。能耗方面,智能系统的测试能耗仅为传统实验室方法的5%,这得益于其"小样本学习"策略——通过物理模型将早期数据与最终寿命建立映射关系,避免重复性实验。

该技术的突破性在于实现了自主科学推理。随着数据积累,系统能持续优化预测模型,最终形成"实验-分析-预测"的闭环。研究团队特别强调其物理驱动的设计理念,这种架构使模型能够理解电池老化的本质机制,而非简单拟合实验数据。目前该成果已发表于权威学术期刊,其开源框架为全球电池研发机构提供了新工具。

除寿命预测外,研发团队正在拓展系统功能。通过调整物理模型参数,该技术已能评估电池的安全阈值、优化快充策略,并筛选适用于固态电池等新型体系的关键材料。由于发现式学习框架具有通用性,研究人员认为其核心算法可迁移至催化反应、高分子材料等其他需要长期实验验证的科研领域。

 
 
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