Национальный институт материаловедения Японии (NIMS) и SoftBank Corp. объявили о создании новой модели, способной прогнозировать циклический срок службы литий-металлических аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Это нововведение может значительно повысить безопасность и надежность устройств, использующих такие аккумуляторы.
Литий-металлические аккумуляторы обладают потенциалом для достижения более высокой плотности энергии на единицу массы по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами. Это делает их привлекательными для применения в различных областях, включая дроны, электромобили и системы хранения электроэнергии.
В 2018 году NIMS и SoftBank Corp. основали совместный Центр разработки передовых технологий NIMS-SoftBank, где ведутся исследования по созданию перезаряжаемых аккумуляторов с высокой плотностью энергии для нужд таких систем, как базовые станции мобильной связи, Интернет вещей (IoT) и высотные платформенные станции (HAPS).
Ранее сообщалось о литий-металлической батарее с плотностью энергии свыше 300 Вт·ч/кг и сроком службы свыше 200 циклов заряда/разряда. Однако механизмы деградации этих батарей гораздо сложнее по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами, и до сих пор не до конца изучены, что затрудняет создание моделей для прогнозирования их срока службы.
Новая модель использует методы машинного обучения для анализа данных о производительности аккумуляторов, включая процессы заряда, разряда и релаксации напряжения. Она продемонстрировала способность точно оценивать долговечность аккумуляторов без необходимости учета конкретных механизмов деградации.
Исследовательская группа изготовила большое количество ячеек литий-металлических аккумуляторов с высокой плотностью энергии, состоящих из литий-металлического анода и катода с высоким содержанием никеля. Эти ячейки были протестированы на производительность заряда/разряда, и полученные данные использовались для обучения модели, способной прогнозировать циклический срок службы аккумуляторов.
Модель показала способность точно прогнозировать срок службы аккумуляторов, не опираясь на конкретные предположения о механизмах их деградации.
Команда планирует далее повышать точность прогнозирования модели и ускорить практическое внедрение литий-металлических аккумуляторов с высокой плотностью энергии, используя модель при разработке новых литий-металлических анодных материалов.
Источник: iXBT
