Kietųjų elektros baterijų revoliucija elektra varomiems automobiliams: kaip dirbtinis intelektas skatina naują didelį šuolį

Kodėl EV baterijų rinka gali pasikeisti visam laikui: nauji AI proveržiai žada saugesnį, ilgiau trunkantį kietojo kūno energijos šaltinį

Mokymasis mašinomis greitina kovą dėl kietojo kūno EV baterijų, matant didžiulį pažangą gaisro saugumo ir nuvažiuojamo atstumo srityse.

Elektromobilių (EV) rinka yra ant katastrofiško pokyčio slenksčio, dėka proveržio kietojo kūno baterijų tyrimuose. Mokslininkai iš Skoltech ir AIRI instituto pristatė dirbtinio intelekto pagrindu sukurtą metodą, kuris artina švarios transporto ateitį kaip niekada anksčiau.

Iki šiol Tesla ir kiti automobilių gamintojai laikėsi ličio-jonų baterijų su degiais skystais elektrolitais – būtinas, bet rizikingas kompromisas. Kietojo kūno baterijos, kurios pakeičia tuos skysčius tvirtesniais keraminiais arba kompozitiniais medžiagomis, buvo šventasis gralis visiems, svajojantiems apie saugesnius, didesnio nuvažiuojamo atstumo elektromobilius. Tikėkitės, kad šios tendencijos apibrėš 2025 m. ir vėliau.

K.: Kas daro kietojo kūno baterijas nauja didelė tendencija?

Tradiciškai ličio-jonų technologija yra pasiekusi aukštį. Kietojo kūno baterijos žada saugesnes, ilgiau tarnaujančias baterijas, galinčias talpinti iki 50% didesnį nuvažiuojamą atstumą toje pačioje erdvėje – tai itin svarbus žingsnis tiek Ford, tiek Toyota elektromobilių lenktynėse.

• Gaisro rizika sumažinta: Kietieji elektrolitai kur kas mažiau linkę įsidegti.
• Baterijų tarnavimo laikas pailgėja: Mažesnis degradavimas dėl apsauginių dangų ir kietų sąsajų.
• Greitesnis įkrovimas: Didelės laidumo medžiagos reiškia trumpesnes sustojimų pertraukas.

Kaip AI supergina baterijų inovacijas?

Tradiciškai naujų medžiagų atradimas baterijoms galėjo užtrukti mėnesius, net metus – tai lėtino pažangą. Mokslininkai iš Skoltech ir AIRI dabar naudoja mašininį mokymąsi, konkrečiai grafinių neuroninių tinklų metodus, kad simuliuotų potencialias medžiagas apsauginiams elektrolitų dangoms „tvarkingais magnitudais greičiau“. Praktiniu požiūriu, tai, kas anksčiau trukdavo savaites, dabar užtrunka vos kelias valandas.

Šie AI modeliai greitai tiria tūkstančius potencialių medžiagų, vertindami tokias savybes kaip jonų laidumas, termodinaminis ir elektrocheminis stabilumas, bei jų suderinamumą su kitomis baterijų dalimis. Du nauji junginiai, Li₃AlF₆ ir Li₂ZnCl₄, jau parodė didelį potencialą ilgaamžėms, saugioms baterijoms, galinčioms atlaikyti sunkius iššūkius, būsimose EV kartose.

K.: Kas trukdo prie kietojo kūno proveržiu?

Nors potencialas milžiniškas, šiuo metu nėra jokio vieno kietojo kūno elektrolito, kuris tenkintų visus komercinių automobilių baterijų poreikius. Paieška vyksta dėl to sunkiai randamo derinio, kuris suteiktų didelį jonų laidumą, stabilumą tiek baterijos anodo, tiek katodo ir kainos efektyvumą.

AI pagrindu vykdomas atrankos procesas galėtų būti raktas į galvosūkio išsprendimą – išsaugant metų bandymus ir klaidas. Atradimų tempas 2025 m. ir vėliau turėtų tik didėti, kai daugiau įmonių investuos į pažangias kompiuterines priemones.

Kada kietojo kūno baterijos pasieks kelią?

Automobilių gamintojai nuo Nissan iki Toyota lenktyniauja būti pirmieji – tačiau dar nėra susitarta. Masinės rinkos priėmimas priklauso nuo gamybos didinimo, kainų mažinimo ir patikimumo užtikrinimo. Vis dėlto, kai mašininis mokymasis padaro atradimo procesą eksponentiškai greitesnį, rinkos stebėtojai dabar prognozuoja, kad pirmoji kietojo kūno EV banga gali pasirodyti iki dešimtmečio pabaigos.

Pasiruoškite naujai EV era – ką galite padaryti dabar:

• Likite informuoti apie proveržius baterijų srityje iš ScienceDaily ir Nature.
• Stebėkite išsivystančias technologijas medžiagų mokslų ir AI srityse.
• Stebėkite pranešimus iš pirmaujančių EV automobilių gamintojų.
• Pagalvokite, kaip naujos kartos baterijos galėtų keisti jūsų vairavimo ir įkrovimo įpročius.