Immaginate un psichicu chì dice à i vostri parenti, u ghjornu chì nascite, quantu duvete campà.Una sperienza simili hè pussibile per i chimichi di batterie chì utilizanu novi mudelli di computazione per calculà a vita di a bateria basatu annantu à un solu ciculu di dati sperimentali.

In un novu studiu, i circadori di u Laboratoriu Naziunale di Argonne di u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti (DOE) anu vultatu à u putere di l'apprendimentu di a machina per predichendu a vita di una larga gamma di diverse chimichi di batterie.Utilizendu e dati sperimentali riuniti in Argonne da un inseme di 300 batterie chì rapprisentanu sei chimichi di batterie diverse, i scientisti ponu determinà cù precisione quantu duranu e diverse batterie cuntinuà à ciclu.

I ricercatori di Argonne anu utilizatu mudelli d'apprendimentu di macchina per fà predizioni di a vita di u ciclu di a bateria per una larga gamma di chimichi diffirenti.(Image da Shutterstock/Sealstep.)

In un algoritmu di machine learning, i scientisti furmà un prugramma di computer per fà inferenzi nantu à un inseme iniziale di dati, è poi pigliate ciò chì hà amparatu da quella furmazione per piglià decisioni nantu à un altru settore di dati.

"Per ogni tipu d'applicazione di bateria, da i telefunini à i veiculi elettrici à u almacenamentu in rete, a durata di a bateria hè di primura fundamentale per ogni cunsumadore", hà dettu u scienziatu computazionale di Argonne Noah Paulson, un autore di u studiu."Avè da ciclu una batteria millaie di volte finu à chì falla pò piglià anni;u nostru metudu crea un tipu di cucina di teste computazionale induve pudemu stabilisce rapidamente cumu e diverse batterie anu da esse realizatu ".

"In questu momentu, l'unicu modu per valutà cumu a capacità di una batteria svanisce hè di ciclu veramente a batteria", aghjunse l'elettrochimist Argonne Susan "Sue" Babinec, un altru autore di u studiu."Hè assai caru è ci vole assai tempu."

Sicondu Paulson, u prucessu di stabilisce una vita di a bateria pò esse difficiule."A realità hè chì e batterie ùn duranu micca per sempre, è quantu duranu dipende da a manera chì l'utilicemu, cume u so disignu è a so chimica", disse."Finu à avà, ùn ci hè veramente micca statu un bellu modu per sapè quantu durà una batteria.A ghjente hà da vulsutu sapè quantu tempu anu finu à chì anu da spende soldi per una nova batteria.

Un aspettu unicu di u studiu hè chì si basava nantu à un vastu travagliu sperimentale fattu in Argonne nantu à una varietà di materiali di catodi di batterie, in particulare u catodu basatu in nickel-manganese-cobalt (NMC) patentatu di Argonne."Avemu avutu batterie chì rapprisentanu diverse chimichi, chì anu diverse manere chì si degradanu è fallenu", disse Paulson."U valore di stu studiu hè chì ci hà datu segnali chì sò caratteristici di cumu e diverse batterie funzionanu".

Ulteriori studiu in questa zona hà u putenziale di guidà u futuru di e batterie di lithium-ion, disse Paulson."Una di e cose chì simu capaci di fà hè di furmà l'algoritmu nantu à una chimica cunnisciuta è fà predizioni nantu à una chimica scunnisciuta", disse."Essenzialmente, l'algoritmu pò aiutà à indicà in a direzzione di chimichi novi è migliorati chì offrenu una vita più longa".

In questu modu, Paulson crede chì l'algoritmu di l'apprendimentu di a macchina puderia accelerà u sviluppu è a prova di materiali di batterie."Dì chì avete un novu materiale, è u ciclu parechje volte.Puderete aduprà u nostru algoritmu per predichendu a so longevità, è poi piglià decisioni in quantu à s'ellu vulete cuntinuà à ciclu in modu sperimentale o micca.

"Se site un ricercatore in un laboratoriu, pudete scopre è pruvà assai più materiali in un tempu più brevi perchè avete un modu più veloce per valutà," Babinec aghjunse.

Un documentu basatu annantu à u studiu, "L'ingegneria di e funzioni per l'apprendimentu di a macchina hà permessu a previsione anticipata di a vita di a batteria", apparsu in l'edizione in linea di u 25 di ferraghju di u Journal of Power Sources.

In più di Paulson è Babinec, altri autori di u paper include Argonne's Joseph Kubal, Logan Ward, Saurabh Saxena è Wenquan Lu.

U studiu hè statu finanzatu da una borsa di ricerca è di sviluppu diretti in u laboratoriu di Argonne (LDRD).