Čínští vědci dokážou předvídat životaschopnost lithiových baterií

Čínští vědci dokážou předvídat životaschopnost lithiových baterií

Zdroj obrázku: TomasRagina / Depositphotos

Čínští vědci vyvinuli algoritmus, který předpovídá selhání lithium-kovových baterií na základě analýzy pouze několika prvních nabíjecích cyklů.


Vědci z Tsinghua Shenzhen International Graduate School a Shenzhen Institute of Advanced Technology dosáhli něčeho, co se zdálo nemožné: předpovědět, kdy baterie selže, pouze na základě několika prvních nabíjecích cyklů. A ne, není to sci-fi. Je to průlom, který by mohl zcela změnit způsob vývoje baterií budoucnosti.

Až dosud museli inženýři při poruše baterie baterii kompletně rozebrat, aby pochopili, co se stalo. Bylo to jako pitva, ale s měsíci testování a obrovskými náklady. Jak vysvětluje Interesting Engineering, tento nový model dokázal tento proces zkrátit na několik dní.

Revoluce je v prvních cyklech

Tajemství spočívá v něčem, čemu říkají „elektrochemické snímání otisků prstů“. Baterie vám v podstatě už od okamžiku, kdy je začnete používat , prozradí, jak se vybijí. Jako by měly v prvních nábojích skrytý kód, který předpovídá jejich budoucnost.

Související článek

Elon Musk vypouští do vesmíru satelity konkurence. Může mu to zlomit vaz
Elon Musk vypouští do vesmíru satelity konkurence. Může mu to zlomit vaz

Technologický pokrok i inovace s sebou přinášejí nejen nové vynálezy, ale také nové podniky.

Algoritmus strojového učení, který vyvinuli, klasifikuje poruchy do tří typů: problémy s rychlostí chemických reakcí, ztráta kapacity používáním a kombinace obojího. Zajímavé je, že funguje se všemi typy elektrolytů a konfigurací.

Klíčem jsou dva prvky, které určují, zda baterie vydrží, nebo ne: rozhraní mezi pevnou látkou a elektrolytem (druh ochranného filmu) a způsob, jakým je lithium uvnitř uspořádáno. Pokud tyto dva prvky nefungují dobře, vznikají v baterii mrtvé zóny, které zvyšují odpor a urychlují degradaci.

Výjimečnost tohoto nástroje spočívá v jeho praktičnosti. Nemusíte nic rozebírat, pracuje s daty, která již máte, a ušetří vám brutální množství času a peněz. Představte si, že můžete optimalizovat konstrukci baterie, aniž byste museli čekat měsíce na její selhání, abyste zjistili, co je špatně.

Lithium-kovové baterie mají větší energetickou hustotu než konvenční baterie, ale byly problematické kvůli své nestabilitě. Díky tomuto nástroji mohou výrobci navrhovat odolnější elektrolyty a urychlit vývoj bez nutnosti tolika pokusů a omylů.

Výzvy vývoje a budoucnost

Samozřejmě ne vše je dokonalé. Stále existují výzvy, jako je přizpůsobení pro velkokapacitní baterie a propojení se systémy řízení proudu. Nicméně schopnost propojit to, co vidíte ve velkém měřítku, s tím, co se děje na mikroskopické úrovni, je opravdu působivá.

Tento vývoj otevírá dveře k aplikaci prediktivních modelů na další technologie skladování. Lithium sulfidové baterie a strukturální baterie jsou příkladem toho, jak inovace mění energetickou krajinu rychleji, než se očekávalo.

Tento průlom by navíc mohl mít významný dopad na udržitelnost a životní prostředí. Předvídáním poruch a optimalizací konstrukce baterií by se mohlo snížit množství elektronického odpadu a spotřeba přírodních zdrojů. Zejména automobilový průmysl by z toho mohl mít velký prospěch, protože lithium-metalové baterie jsou díky své vysoké hustotě energie slibnými kandidáty pro elektromobily.

Vývoj tohoto algoritmu slibuje nejen zlepšení účinnosti a životnosti lithium-metalových baterií, ale mohl by také položit základy pro pokrok v dalších oblastech technologie skladování energie. Časem bychom se mohli dočkat toho, že se tyto inovace projeví v delší životnosti a udržitelnosti zařízení, což přispěje k ekologičtější a efektivnější budoucnosti.

#