如何正确将电池材料和设计结合?

美国西北太平洋国家实验室（PNLL）和其他机构的电池专家都在专注于研发可充电锂金属电池，因为此种电池的能量密度很高，有可能是目前电动汽车和手机中常用的锂离子电池能量密度的两倍。不过，如何正确将电池材料和设计结合起来非常棘手。

据外媒报道，现在，西北太平洋国家实验室研发了一款软件工具，能够帮助大学、小企业以及企业开发人员利用新材料研发能够存储更多能量、性能更佳的电池。

该款软件名为Li-Batt Design App（锂电池设计应用程序），利用机器学习提供所需的电池设计方案。与商用锂离子电池不同，锂金属电池的电池芯的设计非常不同，因为其负极由锂金属构成。

由于有很多具有潜力的阴极材料，快速找到正确的材料组合和配置是一个重大挑战。因此，西北太平洋国家实验室的电池专家和计算专家研发了一款史无前例的软件，以帮助电池研究人员和商业开发人员快速设计出锂金属软包电池。软包电池与手机大小的电池类似，利用该款软件，可以随意调节该款软包电池的大小，以满足不同应用。

西北太平洋国家实验室是美国能源部电池500联盟（U.S. Department of Energy‘s Battery 500 Consortium）的领导者，该联盟的目标是显著改进为电动汽车提供动力的电池，而且专注于研发商用电动汽车电池，此类电池的比能要达500 Wh/kg。通过该联盟，研究人员们收集了足够的有关高能量锂金属电池的实验数据，以“训练”运行该款软件的机器学习引擎。

Li-Batt Design App中受过训练的软件会帮助用户基于目前可用的锂金属阳极，甚至“无钴”阳极、阴极和电池芯配件定制一款锂金属电池。该应用简单、灵活的界面能够让开发人员输入所有由用户研发的新型阴极材料以及所需的电压和容量信息。然后，该软件会基于设计参数生成数学解决方案，研究人员就能够立即从软件中导出建议参数，打造锂金属电池原型。

只要同意一个简单、标准的网站许可协议，就可以使用Li-Batt Design App，而且有一些大学、小型企业和跨国公司已经开始使用该应用。西北太平洋国家实验室的研究人员对于与锂金属电池研发团队合作很感兴趣，而且正在研发其他软件，作为Li-Batt Design App的补充，以协助设计用于电网应用、电动汽车和许多小型电子设备的锂金属电池的外形因素和配置。
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