科技日報北京8月22日電 （記者張夢(mèng)然）盡管電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越受歡迎，但許多消費者仍在猶豫是否要換車(chē)。一個(gè)原因是，電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間太過(guò)漫長(cháng)，但加快充電過(guò)程可能會(huì )損壞電池并縮短其使用壽命。研究人員22日在美國化學(xué)學(xué)會(huì )秋季會(huì )議上報告說(shuō)，他們設計了一種超快充電方法，可在10分鐘或更短的時(shí)間內為不同類(lèi)型的電動(dòng)汽車(chē)電池供電而不會(huì )造成傷害。

研究人員表示，快速充電是提高消費者信心和全面采用電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵，這將使車(chē)輛充電非常類(lèi)似于在加油站加油。

為電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池充電過(guò)程是一種微妙的平衡行為。當電池充電時(shí)，鋰離子從設備的一側（陰極）遷移到另一側（陽(yáng)極）。只要鋰離子遷移得快，電池充電就更快，但有時(shí)鋰離子不會(huì )完全移動(dòng)到陽(yáng)極中。在這種情況下，鋰金屬會(huì )堆積起來(lái)，這可能會(huì )引發(fā)電池早期故障,還可能導致陰極磨損和破裂。所有這些問(wèn)題都將縮短電池的使用壽命和車(chē)輛的有效續航里程。

這一難題的一個(gè)解決方案是以?xún)?yōu)化速度的方式改善充電協(xié)議，同時(shí)避免損壞目前在車(chē)輛中使用的許多不同類(lèi)型的電池。但開(kāi)發(fā)最佳協(xié)議需要大量數據，了解各種方法如何影響這些設備的壽命、效率和安全性。

為了應對這些挑戰，美國愛(ài)達荷國家實(shí)驗室的研究團隊使用機器學(xué)習技術(shù)整合充電數據來(lái)創(chuàng )建獨特的充電協(xié)議。通過(guò)輸入許多鋰離子電池在充電和放電循環(huán)期間的狀況信息，科學(xué)家們訓練機器學(xué)習分析來(lái)預測電池壽命以及不同設計最終會(huì )失敗的方式。然后，該團隊將數據反饋到分析中，以識別和優(yōu)化隨后在真實(shí)電池上測試的新協(xié)議。

研究結果顯示，新方法在短時(shí)間內顯著(zhù)增加了進(jìn)入電池的能量。研究人員觀(guān)察到電池在10分鐘內充電到90%以上，且沒(méi)有鋰電鍍或陰極開(kāi)裂。而目前的方法充其量只能在大約半小時(shí)內讓電動(dòng)汽車(chē)充滿(mǎn)電。機器學(xué)習模型的一個(gè)優(yōu)勢在于它將協(xié)議與電池中實(shí)際發(fā)生的物理現象聯(lián)系起來(lái)。

研究人員計劃使用他們的模型開(kāi)發(fā)更好的方法，并幫助設計經(jīng)過(guò)優(yōu)化以進(jìn)行快速充電的新型鋰離子電池。研究人員表示，他們的最終目標是讓電動(dòng)汽車(chē)能夠“告訴”充電站如何快速安全地為其特定電池供電。