中國粉體網(wǎng)訊 AI正在加速改變?nèi)祟惖目茖W(xué)研究方式，并有望顛覆傳統(tǒng)研發(fā)模式。通過充分發(fā)揮AI技術(shù)的優(yōu)勢，可以推動科學(xué)研究的創(chuàng)新和發(fā)展，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化困境因AI技術(shù)的介入而出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。
從“試錯法”到“AI預(yù)測”
試錯法是基于已知經(jīng)驗(yàn)與材料的物理化學(xué)特性進(jìn)行假設(shè)，然后通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這種方法通過反復(fù)迭代上述過程，最終找到目標(biāo)材料。然而，傳統(tǒng)研發(fā)依賴試錯法篩選電解質(zhì)材料（如硫化物、氧化物、聚合物），存在耗時費(fèi)力、效率低下等問題，限制了相關(guān)材料的研發(fā)進(jìn)程。
隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，AI預(yù)測逐漸成為可能。這些技術(shù)為AI提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和學(xué)習(xí)能力，使其能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系和模式，并給出準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。
AI與傳統(tǒng)材料研究的融合，本質(zhì)上是人類首次在原子尺度的混沌系統(tǒng)中建立了可解釋的秩序——此前耗費(fèi)十年篩選的電極材料組合，可能被AI在72小時內(nèi)完成熱力學(xué)穩(wěn)定性模擬與離子遷移率計(jì)算，工藝工程師需要反復(fù)調(diào)整的燒結(jié)溫度曲線，或許經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對十萬組歷史數(shù)據(jù)的提煉，即可推演出全局最優(yōu)解。
所以，相比于試錯法，AI預(yù)測能夠顯著提高研究效率。它能夠在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，并給出預(yù)測結(jié)果，從而加速科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)程。
AI預(yù)測能夠降低研究成本。通過減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)和降低試錯成本，AI預(yù)測有助于研究者更快地找到最優(yōu)解，從而節(jié)省時間和資源。
AI預(yù)測還能夠?yàn)檠芯空咛峁┲悄芑臎Q策支持。通過分析數(shù)據(jù)并給出預(yù)測結(jié)果，AI可以幫助研究者更好地理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，從而做出更加明智的決策。
美國QuantumScape的“無陽極”設(shè)計(jì)就利用了AI模擬鋰金屬在陶瓷電解質(zhì)表面的沉積形貌，通過AI模擬，QuantumScape能夠預(yù)測不同條件下鋰金屬的沉積行為，從而優(yōu)化電池的設(shè)計(jì)參數(shù)，使電池能量密度突破500Wh/kg。
美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)利用AI引導(dǎo)的高通量實(shí)驗(yàn)平臺，成功篩選出了對陽極電解質(zhì)具有最佳溶解度的二元有機(jī)溶劑。
清華大學(xué)張強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)借助AI高通量計(jì)算平臺，僅用傳統(tǒng)方法1/300的時間就篩選出25萬種電解質(zhì)候選材料。
大咖說“AI”
中國工程院院士孫逢春指出，過去電池研發(fā)中材料配方、正負(fù)極以及電解質(zhì)的選擇，都需要人工進(jìn)行選配，花費(fèi)時間非常長。人工智能將在動力電池材料選型、設(shè)計(jì)、開發(fā)方面發(fā)揮作用。
歐陽明高院士表示，全固態(tài)電池研發(fā)面臨四大核心難題，傳統(tǒng)研發(fā)效率已無法滿足需求，必須轉(zhuǎn)向“文獻(xiàn)AI讀、報(bào)告AI寫、模型AI算、優(yōu)化AI做”的新范式。
深圳市比亞迪鋰電池有限公司CTO孫華軍表示，在材料設(shè)計(jì)、材料篩選、電池自動化設(shè)計(jì)以及工藝制造質(zhì)量管控、電池管理等方面，AI的應(yīng)用可以提高設(shè)計(jì)效率，甚至?xí)挟a(chǎn)生新材料、新體系的機(jī)會。
SES AI創(chuàng)始人兼CEO胡啟朝表示，傳統(tǒng)的電池材料開發(fā)手段，主要依賴于科學(xué)家，往往存在運(yùn)氣成分。而AI For Science可以通過計(jì)算宇宙中所有適合電池材料分子的物理和化學(xué)屬性，高效模擬仿真，快速尋找新材、驗(yàn)證各種材料的組合效果，幫助人類科學(xué)家找到最優(yōu)的新分子材料和材料組合。
AI+固態(tài)電池
2024年10月，寧德時代投資12億港元的香港研究院正式揭牌，這個研究院的核心方向就是“AI for Science”。2025年2月，寧德時代研發(fā)部門負(fù)責(zé)人表示，公司已經(jīng)搭建了電池材料智能化設(shè)計(jì)平臺，擁有超1.8億條分子數(shù)據(jù)和100萬條晶體數(shù)據(jù)，還有正極、負(fù)極、電解液等專題研發(fā)數(shù)據(jù)庫10余個；另一方面，寧德時代目前擁有的算力，可以在90天內(nèi)完成材料篩選和閉環(huán)驗(yàn)證。
2025年2月，蘇州納米城企業(yè)—辰瓴光學(xué)與艾塔新能源正式簽署0.5Gw AI智能制造工廠合作協(xié)議，雙方將打造首條固態(tài)電池AI智慧工廠建設(shè)，數(shù)字化產(chǎn)業(yè)升級創(chuàng)新展開深度合作。
廣汽埃安電池研發(fā)部部長李進(jìn)透露，公司希望通過利用仿真計(jì)算和AI深度學(xué)習(xí)模型，對固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新型的開發(fā)，攻克妨礙固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的穩(wěn)定性、安全性、加工性和固固界面融合等問題。
先導(dǎo)智能作為能夠提供固態(tài)電池生產(chǎn)整線解決方案的制造商之一，其公司旗下子公司立導(dǎo)科技自研AI檢測算法和經(jīng)典圖像算法雙引擎，形成智能檢測平臺HySmart。
道氏技術(shù)表示，公司與湖南培森劉杰教授團(tuán)隊(duì)基于相互促進(jìn)原則，建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，推動人工智能技術(shù)在新能源材料領(lǐng)域（包括但不限于固態(tài)電池、碳納米管、鋰電池三元前驅(qū)體、石墨負(fù)極、硅負(fù)極等領(lǐng)域）的應(yīng)用。子公司廣東圖靈道森技術(shù)有限公司的AI業(yè)務(wù)聚焦新能源材料領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)從研發(fā)到生產(chǎn)全流程覆蓋。研發(fā)方面，通過AI技術(shù)覆蓋材料篩選、合成制備、表征測試等研發(fā)全流程，構(gòu)建了“AI+材料”的協(xié)同研發(fā)體系，加速技術(shù)迭代并推動新材料的大規(guī)模應(yīng)用；生產(chǎn)方面，通過AI算法分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，優(yōu)化工藝流程及生產(chǎn)能耗，智能化降本增效。
小結(jié)
據(jù)相關(guān)預(yù)測，到2030年AI驅(qū)動研發(fā)將使固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程提前3-5年，而中國有望占據(jù)全球60%的市場份額。AI在固態(tài)電池研發(fā)中發(fā)揮著不可或缺的作用，其應(yīng)用前景廣闊且充滿挑戰(zhàn)。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入拓展，AI+固態(tài)電池的組合將有望為行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和變革。
參考來源：
寧德時代們用AI研發(fā)固態(tài)電池，燃油車危矣！.壹零社
AI+固態(tài)電池：中國如何領(lǐng)跑新能源革命的智能賽道.中國汽車博覽
AI賦能全固態(tài)電池：十年內(nèi)場景化應(yīng)用與量產(chǎn)的可能性分析.碳峰硏究院
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（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡）
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