با پیشرفت تکنولوژی و روی کار آمدن هوش مصنوعی، حال نوبت آن رسیده که باتریهایی باکیفیت بالا و ویژگیهای منحصر به فردی به کمک هوش مصنوعی ساخته شود. در این راستا محققان دانشگاه پوردو آمریکا، موفق شدند که به کمک هوش مصنوعی روند تخریب باتری را مدلسازی کنند تا با استفاده از این مدلهای دقیق، باتریهای با کیفیت بالا طراحی کنیم.
کار تحقیقاتی دانشگاه پوردو
برای بهبود ظرفیت شارژ باتریهای لیتیوم یون و افزایش کاربرد خودروهای الکتریکی بایست درک جامعی از نحوه فرسوده شدن باتریها به دست آید. به این منظور تیمی از محققان دانشگاه پوردو (Purdue) در آمریکا جامعترین بررسی را از الکترودهای باتری لیتیوم یون انجام دادند؛ جاییکه بیشترین تخریب معمولاً در اثر شارژ مکرر باتریها رخ میدهد. شرکتهای باتریسازی میتوانند از این اطلاعات برای طراحی باتریهای مورد نیاز گوشیهای هوشمند و خودروهای الکتریکی استفاده کنند.
استفاده از الگوریتم بر مبنای هوش مصنوعی
روشی که در این پروژه استفاده شده بر پایه استفاده از دستگاه X-ray بنا نهاده شده که با هوش مصنوعی هدایت میشود. توسط الگوریتم طراحی شده میتوان هزاران ذره درون ساختار الکترود را تا سطح اتمهای سازنده آنها در آن واحد پیمایش کرد. در واقع با این الگوریتم میتوان شرایط واقعی را برای کارکرد باتری تحت ولتاژها و سرعتهای مختلف مورد بررسی قرار داد.
“بیشتر بخوانید: کشف مواد جدید در باتری جریانی به کمک هوش مصنوعی “
هر زمانیکه باتری شارژ میشود، یونهای لیتیوم بین الکترود مثبت و الکترود منفی پیشروی و پسروی کرده و با ذرات موجود در الکترود برهمکنش میکنند و منجر به تخریب باتری در گذر زمان میشوند. در نهایت تخریب الکترود باتری باعث کاهش ظرفیت شارژ میشود. در واقع، امکان اینکه باتری در آنِ واحد هم ظرفیت بالایی داشته و هم پایداری خود را حفظ کند بسیار دشوار است؛ به نحوی که افزایش ظرفیت باتری منجر به کاهش پایداری آن خواهد شد.
نتایج تحقیق
تلاش محققان برای پی بردن به نحوه تخریب باتری لیتیوم یون با این کشف مواجه شد که تخریب ذرات باتری در یک لحظه یا یک موقعیت رخ نمیدهد، بلکه برخی ذرات بسیار سریعتر از سایرین تخریب میشوند. در ادامه برای درک بهتر اینکه چگونه این شکستگیها بر بازده باتری تأثیر میگذارند، محاسبات نظری پیشرفتهای انجام شد.
در این تحقیق مشخص شد که ذراتی که بیشتر در مواجهه با تحرک یونهای لیتیوم قرار دارند، مثلاً آنهایی که نزدیک سطح جداکننده هستند، بسیار سریعتر از ذرات موجود در ساختار درونی الکترود تخریب میشوند. این گوناگونی در نحوه تخریب الکترود، در الکترودهای ضخیمتر و در شرایط شارژ سریع، بسیار شدیدتر خواهد بود.
منبع خبر: batterynetwork.ir
ویراستار: حسین جعفری پور