Stellt Iech vir datt e Psychiker Är Elteren seet, den Dag wou Dir gebuer sidd, wéi laang Dir géift liewen.Eng ähnlech Erfahrung ass méiglech fir Batteriechemiker déi nei Berechnungsmodeller benotze fir d'Batteriedauer ze berechnen op Basis vun esou wéineg wéi engem eenzegen Zyklus vun experimentellen Daten.

An enger neier Etude hunn d'Fuerscher am US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory op d'Kraaft vum Maschinnléiere gedréit fir d'Liewensdauer vun enger breet Palette vu verschiddene Batteriechemie virauszesoen.Andeems Dir experimentell Donnéeën benotzt, déi zu Argonne gesammelt goufen aus engem Set vun 300 Batterien, déi sechs verschidde Batteriechemie representéieren, kënnen d'Wëssenschaftler genee bestëmmen wéi laang verschidde Batterien weiderfueren.

Argonne Fuerscher hunn Maschinn Léiermodeller benotzt fir Prognosen vum Batteriezyklus Liewen fir eng breet Palette vu verschiddene Chemie ze maachen.(Bild vum Shutterstock/Sealstep.)

An engem Maschinnléier-Algorithmus trainéieren d'Wëssenschaftler e Computerprogramm fir Inferenzen op eng initial Satz vun Daten ze maachen, an dann huelen dat wat et vun deem Training geléiert huet fir Entscheedungen iwwer eng aner Satz vun Daten ze huelen.

"Fir all aner Aart vu Batterieapplikatioun, vun Handyen bis elektresch Gefierer bis Rasterspäicherung, ass d'Batteriedauer vun fundamentaler Wichtegkeet fir all Konsument", sot den Argonne Computational Wëssenschaftler Noah Paulson, en Autor vun der Studie."D'Batterie Dausende Mol ze fueren bis se klappt kann Joer daueren;eis Method erstellt eng Zort computational Testkichen, wou mir séier kënne feststellen wéi verschidde Batterien wäerte funktionéieren.

"De Moment ass deen eenzege Wee fir ze evaluéieren wéi d'Kapazitéit an enger Batterie verschwannen ass d'Batterie ze cycléieren", huet den Argonne Elektrochemiker Susan "Sue" Babinec, en aneren Autor vun der Studie derbäigesat."Et ass ganz deier an et dauert laang."

Laut Paulson kann de Prozess fir eng Batterie Liewensdauer opzebauen komplizéiert sinn."D'Realitéit ass datt d'Batterien net fir ëmmer daueren, a wéi laang se daueren hänkt vun der Aart a Weis wéi mir se benotzen, souwéi hirem Design an hirer Chimie of," sot hien."Bis elo gouf et wierklech kee super Wee fir ze wëssen wéi laang eng Batterie dauert.D'Leit wëlle wësse wéi laang se hunn bis se Sue mussen op eng nei Batterie ausginn.

Een eenzegaartegen Aspekt vun der Studie ass datt et op extensiv experimentell Aarbecht op Argonne op enger Vielfalt vu Batteriekatodematerialien vertraut huet, besonnesch dem Argonne seng patentéiert Nickel-Mangan-Kobalt (NMC)-baséiert Kathode."Mir haten Batterien déi verschidde Chemie representéiert hunn, déi verschidde Weeër hunn wéi se degradéieren an ausfalen", sot de Paulson."De Wäert vun dëser Etude ass datt et eis Signaler ginn huet, déi charakteristesch sinn wéi verschidde Batterien funktionnéieren."

Weider Studie an dësem Beräich huet de Potenzial fir d'Zukunft vu Lithium-Ion Batterien ze guidéieren, sot de Paulson."Ee vun de Saachen déi mir maache kënnen ass den Algorithmus op enger bekannter Chimie ze trainéieren an et Prognosen iwwer eng onbekannt Chimie ze maachen," sot hien."Wesentlech kann den Algorithmus hëllefen eis an d'Richtung vun neien a verbesserte Chemie ze weisen, déi méi laang Liewensdauer ubidden."

Op dës Manéier mengt de Paulson datt de Maschinnléier-Algorithmus d'Entwécklung an d'Tester vu Batteriematerial beschleunegen kann."Sot Dir hutt en neit Material, an Dir fuert et e puer Mol.Dir kënnt eisen Algorithmus benotze fir seng Liewensdauer virauszesoen, an dann Entscheedungen treffen ob Dir et experimentell weiderfuere wëllt oder net.

"Wann Dir e Fuerscher an engem Labo sidd, kënnt Dir vill méi Materialien a kuerzer Zäit entdecken an testen, well Dir e méi séiere Wee hutt fir se ze evaluéieren", huet de Babinec derbäigesat.

E Pabeier baséiert op der Studie, "Feature Engineering fir Maschinnléieren aktivéiert fréi Prognose vun der Batterie Liewensdauer", erschéngt am 25. Februar Online Editioun vum Journal of Power Sources.

Zousätzlech zu Paulson a Babinec, aner Autoren vum Pabeier enthalen dem Argonne säi Joseph Kubal, Logan Ward, Saurabh Saxena a Wenquan Lu.

D'Etude gouf vun engem Argonne Laboratory-Directed Research and Development (LDRD) Subventioun finanzéiert.