科技日報記者 薛嚴(yán)
韓國科學(xué)技術(shù)院材料科學(xué)研究團(tuán)隊3日宣布，通過與POSCO未來技術(shù)研究院能源材料研究所進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，建立自主探索實驗室，用于探索基于人工智能（AI）和自動化技術(shù)的二次電池正極材料。
二次電池正極材料必須滿足嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，包括高充電速度、能量密度和穩(wěn)定性。因此，材料開發(fā)需要對眾多候選材料進(jìn)行廣泛探索。這需要經(jīng)驗豐富的人員投入大量精力，并耗費漫長的開發(fā)時間。
研究團(tuán)隊基于自動化系統(tǒng)構(gòu)建了一個自主探索實驗室，該系統(tǒng)無需人工干預(yù)即可完成樣品定量、混合、制粒、燒結(jié)和分析，并利用能夠解讀和分析數(shù)據(jù)的AI模型選出最佳候選材料。通過將每個流程構(gòu)建到單獨的設(shè)備模塊中，并由中央機(jī)械臂進(jìn)行操作，實驗效率得到提升。
團(tuán)隊還引入一種不同于現(xiàn)有方法的高速燒結(jié)方法來提高合成速度。燒結(jié)是加熱樣品，使粉末顆粒形成單一物質(zhì)的過程。結(jié)果顯示，燒結(jié)過程所需時間縮短為1/50，獲得的材料數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)實驗多12倍，且所獲材料數(shù)據(jù)由AI模型自動解讀。無論合成成功與否，這些數(shù)據(jù)都會被系統(tǒng)地存儲，用以構(gòu)建高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫，并作為優(yōu)化AI模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
如果智能自動化實驗系統(tǒng)能夠全天候運行，材料探索時間可縮短93%。假設(shè)材料探索需要進(jìn)行500次實驗，傳統(tǒng)的人工實驗方式需要84天，而自動化系統(tǒng)只需約6天即可完成。
