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美國研發(fā)軟件工具 幫助設(shè)計性能更佳的鋰金屬電池

2020-08-07 13:57  來源:蓋世汽車  瀏覽:  

美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室(PNLL)和其他機(jī)構(gòu)的電池專家都在專注于研發(fā)可充電鋰電池,因?yàn)榇朔N電池的能量密度很高,有可能是目前電動汽車和手機(jī)中常用的鋰離子電池能量密度的兩倍。不過,如何正確將電池材料和設(shè)計結(jié)合起來非常棘手。

據(jù)報道,現(xiàn)在,西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一款軟件工具,能夠幫助大學(xué)、小企業(yè)以及企業(yè)開發(fā)人員利用新材料研發(fā)能夠存儲更多能量、性能更佳的電池。

該款軟件名為Li-Batt Design App(鋰電池設(shè)計應(yīng)用程序),利用機(jī)器學(xué)習(xí)提供所需的電池設(shè)計方案。與商用鋰離子電池不同,鋰金屬電池的電池芯的設(shè)計非常不同,因?yàn)槠湄?fù)極由鋰金屬構(gòu)成。

由于有很多具有潛力的陰極材料,快速找到正確的材料組合和配置是一個重大挑戰(zhàn)。因此,西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室的電池專家和計算專家研發(fā)了一款史無前例的軟件,以幫助電池研究人員和商業(yè)開發(fā)人員快速設(shè)計出鋰金屬軟包電池。軟包電池與手機(jī)大小的電池類似,利用該款軟件,可以隨意調(diào)節(jié)該款軟包電池的大小,以滿足不同應(yīng)用。

西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室是美國能源部電池500聯(lián)盟(U.S. Department of Energy's Battery 500 Consortium)的領(lǐng)導(dǎo)者,該聯(lián)盟的目標(biāo)是顯著改進(jìn)為電動汽車提供動力的電池,而且專注于研發(fā)商用電動汽車電池,此類電池的比能要達(dá)500 Wh/kg。通過該聯(lián)盟,研究人員們收集了足夠的有關(guān)高能量鋰金屬電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以“訓(xùn)練”運(yùn)行該款軟件的機(jī)器學(xué)習(xí)引擎。

Li-Batt Design App中受過訓(xùn)練的軟件會幫助用戶基于目前可用的鋰金屬陽極,甚至“無鈷”陽極、陰極和電池芯配件定制一款鋰金屬電池。該應(yīng)用簡單、靈活的界面能夠讓開發(fā)人員輸入所有由用戶研發(fā)的新型陰極材料以及所需的電壓和容量信息。然后,該軟件會基于設(shè)計參數(shù)生成數(shù)學(xué)解決方案,研究人員就能夠立即從軟件中導(dǎo)出建議參數(shù),打造鋰金屬電池原型。

只要同意一個簡單、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)站許可協(xié)議,就可以使用Li-Batt Design App,而且有一些大學(xué)、小型企業(yè)和跨國公司已經(jīng)開始使用該應(yīng)用。西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員對于與鋰金屬電池研發(fā)團(tuán)隊合作很感興趣,而且正在研發(fā)其他軟件,作為Li-Batt Design App的補(bǔ)充,以協(xié)助設(shè)計用于電網(wǎng)應(yīng)用、電動汽車和許多小型電子設(shè)備的鋰金屬電池的外形因素和配置。
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