韓國科學技術院材料科學研究團隊3日宣布,通過與POSCO未來技術研究院能源材料研究所進行產學合作,建立自主探索實驗室,用于探索基于人工智能(AI)和自動化技術的二次電池正極材料。
二次電池正極材料必須滿足嚴格的標準,包括高充電速度、能量密度和穩定性。因此,材料開發需要對眾多候選材料進行廣泛探索。這需要經驗豐富的人員投入大量精力,并耗費漫長的開發時間。
研究團隊基于自動化系統構建了一個自主探索實驗室,該系統無需人工干預即可完成樣品定量、混合、制粒、燒結和分析,并利用能夠解讀和分析數據的AI模型選出最佳候選材料。通過將每個流程構建到單獨的設備模塊中,并由中央機械臂進行操作,實驗效率得到提升。
團隊還引入一種不同于現有方法的高速燒結方法來提高合成速度。燒結是加熱樣品,使粉末顆粒形成單一物質的過程。結果顯示,燒結過程所需時間縮短為1/50,獲得的材料數據比傳統實驗多12倍,且所獲材料數據由AI模型自動解讀。無論合成成功與否,這些數據都會被系統地存儲,用以構建高質量的數據庫,并作為優化AI模型的訓練數據。
如果智能自動化實驗系統能夠全天候運行,材料探索時間可縮短93%。假設材料探索需要進行500次實驗,傳統的人工實驗方式需要84天,而自動化系統只需約6天即可完成。