密度并促进锂离子在电极之间的传输,从而降低降解和故障率。2 多孔电极结构以及电极涂层的物理、机械和电化学性能对于保持 LIBs 的良好一致性极为重要。电极的物理化学性质由混合、涂层,最重要的是干燥和随后的压延工艺控制,而这又与干燥过程 (DP) 期间的各种参数/变量有关。3 – 5 三阶段干燥机制如图 1 所示。众所周知,温度在 DP 中起着重要作用,是影响干燥速率的关键参数。例如,高温会导致粘合剂迁移(通常迁移到上部自由表面),从而降低涂层和集流体 (CC) 之间的粘合强度。这可能导致涂层与 CC 分层、电极收缩和涂层成分偏析; 7 – 10 这反过来又会通过较差的粘附性和内聚性增加电极的内阻 7,11 并降低电池容量。12
优化电极制造工艺对于扩大锂离子电池 (LIB) 的应用以满足不断增长的能源需求非常重要。特别是,优化 LIB 制造非常重要,因为它决定了电池在电动汽车等应用中的实际性能。在这项研究中,我们提出了一种强大的数据驱动方法,该方法由确定性机器学习 (ML) 辅助管道支持,用于双目标优化电化学性能,解决了适合所需电池应用条件的高性能电极问题。该 ML 管道允许采用工艺参数的逆向设计,以制造用于能源或电力应用的电极。后者的工作类似于我们之前的工作,该工作支持优化电极微结构以改善动力学、离子和电子传输性能。电化学伪二维模型输入了电极特性,这些特性表征了通过制造模拟生成的电极微结构,并用于模拟电化学性能。其次,使用得到的数据集训练确定性 ML 模型,以实施快速双目标优化,从而确定最佳电极。我们的结果表明,活性材料含量高,结合浆料中固体含量和压延程度的中间值,可实现最佳电极。
• 旨在用于从太阳、水、风、地热或水热资源、增强型地热系统或其他可再生资源中生产能源的财产; • 燃料电池、微型涡轮机或能源存储系统及组件; • 电网现代化设备或组件; • 设计用于碳捕获、运输、去除、使用或封存/储存的财产; • 设计用于精炼、电解或混合任何可再生或低碳低排放的燃料、化学品或产品的设备; • 设计用于生产节能技术的财产(包括用于住宅、商业和工业应用); • 轻型、中型或重型电动或燃料电池汽车、电动或燃料电池机车、电动或燃料电池船舶或电动或燃料电池飞机;上述汽车、机车、船舶或飞机的技术、组件和材料;以及与上述汽车、机车、船舶或飞机相关的充电或加油基础设施; • 总重量不低于 14,000 磅的混合动力汽车;以及用于这些车辆的技术、部件和材料;以及 • 旨在减少温室气体排放的其他先进能源资产。4 预期的 FOA 将包括生产或回收上述任何法定类别资产的项目,项目的选择部分基于它们是否有能力加强关键的国内供应链,从而到 2035 年实现零排放电力部门并在不迟于 2050 年实现全经济净零排放。例如,在美国能源部 2022 年 2 月的报告“保障美国的清洁能源供应链”中,能源部确定了优先需要取向电工钢、连续换位导体、铜线、铜绕组、大型电力变压器 (LPT) 套管、储油柜、储油柜内胆和大型电力变压器来支持电网现代化;多晶硅、压延玻璃、铝、锭、晶圆、电池、支架、模块、逆变器和系统来支持太阳能光伏;钕和镝合金、钕磁铁、半导体、大型铸件、锻造环和