Твёрдотельные батареи готовы революционизировать электромобили: как ИИ способствует следующему большому скачку

Почему рынок батарей для электромобилей может измениться навсегда: новые прорывы в области ИИ обещают более безопасные и долговечные твердотельные источники питания

Машинное обучение ускоряет гонку за твердотельными батареями для электромобилей, на горизонте находятся огромные достижения в области пожарной безопасности и пробега.

Электромобили (ЭМ) находятся на пороге масштабной трансформации благодаря прорыву в исследованиях твердотельных батарей. Ученые из Сколтеха и Института АИРИ представили метод, основанный на искусственном интеллекте, который приближает будущее чистого транспорта как никогда.

До настоящего момента Tesla и другие автопроизводители использовали литий-ионные батареи с воспламеняемыми жидкими электролитами — необходимый, но рискованный компромисс. Твердотельные батареи, которые заменяют эти жидкости более прочными керамическими или композитными материалами, стали священным Граалем для всех, кто мечтает о более безопасных, дальнобойных электромобилях. Ожидайте, что эти тенденции определят 2025 год и последующие годы.

В: Что делает твердотельные батареи следующим большим шагом?

Традиционная литий-ионная технология достигла плато. Твердотельные батареи обещают источники питания, которые более безопасны, дольше работают и могут вместить до 50% больше дальности в том же объеме — настоящая революция как для Ford, так и для Toyota в гонке электромобилей.

• Риск возгорания сокращен: Твердые электролиты гораздо менее вероятно воспламеняются.
• Срок службы батареи увеличен: Меньше деградации благодаря защитным покрытиям и твердым интерфейсам.
• Быстрая зарядка: Материалы с более высокой проводимостью означают более короткие остановки.

Как ИИ ускоряет инновации в области батарей?

Традиционно открытие новых материалов для батарей могло занять месяцы, даже годы — замедляя прогресс. Исследователи из Сколтеха и АИРИ теперь используют машинное обучение, в частности графовые нейронные сети, для моделирования потенциальных материалов для защитных электролитных покрытий «на порядки быстрее». На практике то, что раньше занимало недели, теперь происходит всего за несколько часов.

Эти модели ИИ быстро проверяют тысячи потенциальных материалов, оценивая такие параметры, как ионная проводимость, термодинамическая и электрохимическая стабильность и их совместимость с другими компонентами батареи. Два новых соединения, Li₃AlF₆ и Li₂ZnCl₄, уже показали высокий потенциал для создания более долговечных и безопасных батарей, которые могут выдерживать жесткие условия внутри следующего поколения ЭМ.

В: Что стоит на пути к прорыву в области твердотельных технологий?

Хотя потенциал огромен, ни один из существующих твердотельных электролитов на данный момент не соответствует всем требованиям для коммерческих автомобильных батарей. Идет поиск той ускользающей комбинации высокой ионной проводимости, стабильности как на аноде, так и на катоде, и экономической целесообразности.

Скрининг, основанный на ИИ, может стать ключом к решению этой задачи — сэкономив годы проб и ошибок. Ожидается, что темпы открытий в 2025 году и позже будут только ускоряться по мере того, как все больше компаний будут инвестировать в современные вычислительные инструменты.

Когда твердотельные батареи выйдут на дорогу?

Автопроизводители от Nissan до Toyota гонятся за тем, чтобы стать первыми, но это еще не решено. Массовое внедрение зависит от увеличения объемов производства, снижения затрат и обеспечения надежности. Тем не менее, с учетом того, что машинное обучение делает процесс открытия экспоненциально быстрее, наблюдатели за рынком теперь прогнозируют, что первая волна твердотельных ЭМ может появиться на рынке до конца десятилетия.

Подготовьтесь к новой эре ЭМ — что вы можете сделать сейчас:

• Будьте в курсе прорывных новостей о батареях от ScienceDaily и Nature.
• Следите за новыми технологиями в области материаловедения и ИИ.
• Ожидайте анонсов от ведущих производителей ЭМ.
• Подумайте, как батареи следующего поколения могут изменить ваши привычки вождения и зарядки.