Батерии с твърдо състояние, готови да революционизират електрическите превозни средства: Как изкуственият интелект движи следващата голяма стъпка

Защо пазарът на батерии за електрически превозни средства може да се промени завинаги: Нови пробиви в AI обещават по-безопасни, с по-дълъг живот твърдотелни захранващи източници

Машинното обучение ускорява надпреварата за твърдотелни батерии за електрически превозни средства с огромни напредъци в безопасността при пожар и пробега на хоризонта.

Електрическите превозни средства (EV) са на ръба на сеизмична трансформация, благодарение на пробив в изследванията на твърдотелни батерии. Учени от Skoltech и AIRI Institute разкриха метод, основан на изкуствен интелект, който приближава бъдещето на чистия транспорт повече от всякога.

Досега, Tesla и други производители на автомобили разчитаха на литиево-йонни батерии с запалими течни електролити – необходимо, но рисково компромис. Твърдотелните батерии, които заменят тези течности с по-здрави керамични или композитни материали, са свещената граал за всеки, който мечтае за по-безопасни електрически автомобили с по-дълъг пробег. Очаквайте тези тенденции да определят 2025 и след това.

В: Какво прави твърдотелните батерии следващата голяма работа?

Традиционната литиево-йонна технология е достигнала плато. Твърдотелните батерии обещават батерии, които са по-безопасни, с по-дълъг живот и могат да поберат до 50% повече пробег в същото пространство – значителна промяна и за Ford, и за Toyota в надпреварата за електрически превозни средства.

• Рискът от пожар намален: Твърдите електролити са значително по-малко вероятно да запалят.
• Животът на батерията удължен: По-малко деградация поради защитни покрития и твърди интерфейси.
• По-бързо зареждане: Материалите с по-висока проводимост означават по-кратки спирания.

Как AI ускорява иновациите в батериите?

Традиционно откритията на нови материали за батерии може да отнеме месеци, дори години – което забавя напредъка. Изследователите в Skoltech и AIRI сега използват машинно обучение, по-специално графови невронни мрежи, за да симулират потенциални материали за защитни електролитни покрития „с порядъци по-бързо.“ В практическа перспектива, това, което преди е отнемало седмици, сега се случва само за часове.

Тези AI модели бързо преглеждат хиляди потенциални материали, оценявайки неща като йонна проводимост, термодинамична и електрохимична стабилност и съвместимост с други компоненти на батерията. Две нови съединения, Li₃AlF₆ и Li₂ZnCl₄, вече показват висока обещания за улесняване на батерии с по-дълъг живот и по-висока безопасност, които могат да устоят на сурови условия в следващото поколение EV.

В: Какво пречи на пробива на твърдотелните батерии?

Докато потенциалът е огромен, нито един твърдотелен електролит в момента не отговаря на всяка нужда за търговските автомобилни батерии. Търсенето на онова недостигаймо съчетание от висока йонна проводимост, стабилност както на анода, така и на катода на батерията, и икономическа ефективност е в ход.

Скринингът, основан на AI, може да бъде ключът за разрешаване на кодекса – което спестява години опити и грешки. Очаква се темпото на откритията в 2025 и след това да се ускори само, тъй като все повече компании инвестират в напреднали компютърни инструменти.

Кога ще се появят на пазара твърдотелните батерии?

Производителите на автомобили от Nissan до Toyota се състезават да бъдат първи – но все още не е завършено споразумение. Масовото внедряване зависи от увеличаване на производството, намаляване на разходите и гарантиране на надеждност. Въпреки това, с машинното обучение, което прави процеса на откритие експоненциално по-бърз, наблюдателите на пазара сега предвиждат, че първата вълна от твърдотелни EV могат да излязат преди края на десетилетието.

Пригответе се за новата ера на EV – Какво можете да направите сега:

• Следете за новини за пробиви в батериите от ScienceDaily и Nature.
• Следете новите технологии в науката за материали и AI.
• Следете за обявления от водещите производители на EV.
• Помислете как батериите от ново поколение могат да променят вашите навици за шофиране и зареждане.