Stel jo in paragnost foar dy't jo âlden fertelt, op 'e dei dat jo berne binne, hoe lang jo libje sille. In ferlykbere ûnderfining is mooglik foar batterij-gemikus dy't nije berekkeningsmodellen brûke om batterijlibbensduur te berekkenjen op basis fan mar ien syklus fan eksperimintele gegevens.

Yn in nije stúdzje hawwe ûndersikers fan it Argonne National Laboratory fan it Amerikaanske Ministearje fan Enerzjy (DOE) de krêft fan masinelearen brûkt om de libbensdoer fan in breed skala oan ferskillende batterijgemyen te foarsizzen. Troch gebrûk te meitsjen fan eksperimintele gegevens dy't by Argonne sammele binne fan in set fan 300 batterijen dy't seis ferskillende batterijgemyen fertsjintwurdigje, kinne de wittenskippers krekt bepale hoe lang ferskillende batterijen trochgean sille mei syklusen.

Undersykers fan Argonne hawwe masinelearmodellen brûkt om foarsizzingen te meitsjen fan 'e libbensdoer fan batterijen foar in breed skala oan ferskillende gemyske stoffen. (Ofbylding troch Shutterstock/Sealstep.)

Yn in masinelearen-algoritme traine wittenskippers in kompjûterprogramma om konklúzjes te lûken oer in earste set gegevens, en brûke dan wat it fan dy training leard hat om besluten te nimmen oer in oare set gegevens.

"Foar elke ferskillende soarte batterijtapassing, fan mobile tillefoans oant elektryske auto's oant opslach yn it netwurk, is de libbensdoer fan 'e batterij fan fûneminteel belang foar elke konsumint," sei Argonne-kompjûterwittenskipper Noah Paulson, ien fan 'e auteurs fan' e stúdzje. "It kin jierren duorje om in batterij tûzenen kearen te syklusjen oant er it begeeft; ús metoade makket in soarte fan komputeryske testkeuken wêr't wy fluch kinne fêststelle hoe't ferskate batterijen prestearje sille."

"Op it stuit is de ienige manier om te evaluearjen hoe't de kapasiteit yn in batterij ôfnimt, om de batterij eins te syklusjen," foege Argonne-elektrogemyst Susan "Sue" Babinec, in oare auteur fan 'e stúdzje, ta. "It is tige djoer en it duorret lang."

Neffens Paulson kin it proses fan it fêststellen fan in batterijlibben lestich wêze. "De realiteit is dat batterijen net ivich duorje, en hoe lang se duorje hinget ôf fan 'e manier wêrop wy se brûke, lykas har ûntwerp en har skiekunde," sei er. "Oant no ta is der eins gjin goede manier west om te witten hoe lang in batterij duorje sil. Minsken sille witte wolle hoe lang se hawwe foardat se jild útjaan moatte oan in nije batterij."

Ien unyk aspekt fan 'e stúdzje is dat it fertroude op wiidweidich eksperiminteel wurk dat by Argonne dien is oan in ferskaat oan batterijkatodematerialen, benammen Argonne's patintearre nikkel-mangaan-kobalt (NMC)-basearre katode. "Wy hienen batterijen dy't ferskillende skiekunde fertsjintwurdigen, dy't ferskillende manieren hawwe wêrop se degradearje en mislearje," sei Paulson. "De wearde fan dizze stúdzje is dat it ús sinjalen joech dy't karakteristyk binne foar hoe't ferskillende batterijen prestearje."

Fierder ûndersyk op dit mêd hat de potinsje om de takomst fan lithium-ion-batterijen te begelieden, sei Paulson. "Ien fan 'e dingen dy't wy kinne dwaan is it algoritme te trainen op in bekende skiekunde en it foarsizzingen te meitsjen oer in ûnbekende skiekunde," sei er. "Yn essinsje kin it algoritme ús helpe om nije en ferbettere skiekunde te finen dy't langere libbensdoer biede."

Op dizze manier is Paulson fan betinken dat it masinelearalgoritme de ûntwikkeling en it testen fan batterijmaterialen fersnelle kin. ​"Stel dat jo in nij materiaal hawwe, en jo syklusearje it in pear kear. Jo koenen ús algoritme brûke om de libbensdoer te foarsizzen, en dan besluten nimme oft jo it eksperiminteel trochgean wolle of net."

"As jo ​​in ûndersiker yn in laboratoarium binne, kinne jo folle mear materialen ûntdekke en testen yn in koartere tiid, om't jo in rapper manier hawwe om se te evaluearjen," foege Babinec ta.

In artikel basearre op 'e stúdzje, "Funksje-engineering foar masinelearen makke iere foarsizzing fan batterijlibben mooglik,” ferskynde yn 'e online edysje fan 25 febrewaris fan it Journal of Power Sources.

Neist Paulson en Babinec binne oare auteurs fan it artikel Joseph Kubal fan Argonne, Logan Ward, Saurabh Saxena en Wenquan Lu.

De stúdzje waard finansierd troch in subsydzje fan it Argonne Laboratory-Directed Research and Development (LDRD).