Aurora電池機器人：新能源研發(fā)明日之星！
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展變化，世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化。新能源正迎來爆發(fā)式增長，新能源車、動力電池等領域的市場規(guī)模持續(xù)翻倍增長，也成為助力低碳環(huán)保事業(yè)的關鍵力量。面對新能源行業(yè)大發(fā)展，助推行業(yè)的技術進步、研發(fā)創(chuàng)新，可謂迫在眉睫。
事實上，在電池研究和創(chuàng)新周期中，很多任務卻仍要依靠人力，只有很小一部分可通過自動化完成。中間工藝步驟依賴于人力的同時，實驗結(jié)果更是與研究人員的技能水平息息相關，使可重復性大打折扣。實驗室自動化方案的專家瑞士 Chemspeed 公司和瑞士聯(lián)邦材料科學與技術研究院（EMPA）便以改革電池研發(fā)效率為目標，開發(fā)了 Aurora 電池機器人。
解放人力，精準執(zhí)行重復性任務
EMPA 的實驗室負責人 Corsin Battaglia 強調(diào)：“世界亟需新型能源存儲技術，但發(fā)展全新的電池概念、探討其潛能十分耗時，EMPA 希望能加速這個過程，Aurora 機器人平臺應運而生，它將接管實驗室電池的全自動化研發(fā)過程，并在未來全面實現(xiàn)電池自主材料的選擇、組裝與分析等過程。”Aurora 平臺通過將多個模塊組合，形成自動化的閉環(huán)序列，擴展實驗室自動化，使實驗人員從重復性任務中解放出來，為創(chuàng)造性任務提供更多時間。
Aurora 電池機器人集成于氬氣手套箱中，每批次可組裝 32 個紐扣電池，并配有單獨的預制電極組。陽極/陰極容量平衡對于電池循環(huán)穩(wěn)定性至關重要， Aurora 平臺實現(xiàn)了全自動化稱量過程，使其精度可達到 0.01 mg。Aurora 平臺可用多達 8 種不同的液體成分配制多達 32 種不同的液體電解質(zhì)，使用 Chemspeed 專利的頂置式稱重加樣技術，以 1 mg 的精度對高粘度液體進行質(zhì)量分配，避免容易出錯的基于密度和體積的分配過程。
然后，電池組在 128 通道恒電位儀上進行性能測試，該恒電位儀與 Aurora 項目中開發(fā)的開源 Python 包連接。對于具有國際競爭力的電池研發(fā)，創(chuàng)新過程中耗時且容易出錯的步驟實現(xiàn)了自動化，這不僅能快速測試科學假設和驗證物理模型，更能減少了人為錯誤、提高可重復性。
加速研究，助力落實數(shù)字化戰(zhàn)略
實現(xiàn)了全自動化后，數(shù)字化戰(zhàn)略才是研發(fā)技術發(fā)展的重中之重。EMPA 的研究員 Enea Svaluto-Ferro 正在“培訓”Aurora，他表示：“當機器人以恒定的精度稱重、計量和組裝各個電池組件，精確地啟動和完成充電周期并執(zhí)行其他重復步驟時，研究人員可以使用生成的數(shù)據(jù)來推動創(chuàng)新過程向前發(fā)展?！?/p>
?圖片來源：Empa
此外，Aurora 平臺與開源的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) AiiDA 連結(jié)，是第一個與現(xiàn)有 AiiDA 系統(tǒng)耦合聯(lián)用的機器人平臺，數(shù)據(jù)最終將傳輸至蘇黎世聯(lián)邦理工學院正在開發(fā)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) openBIS，對于電池研究來說，這意味著研發(fā)人員可以有效地監(jiān)控和評估電池開發(fā)和制造過程中的眾多流程步驟，并且可以隨時追溯數(shù)據(jù)來源。
EMPA 的實驗室負責人 Corsin Battaglia 表示：“這將使創(chuàng)新進程進一步加速，并為工業(yè) 4.0 提供研發(fā)領域全面的數(shù)字化戰(zhàn)略?！盇urora 現(xiàn)已成為歐洲研究計劃 Battery 2030+ 的一部分，并獲得了歐盟超過 1.5 億歐元的資助；同時被納入蘇黎世聯(lián)邦理工學院（ETH）董事會“開放研究數(shù)據(jù)”（Open Research Data）計劃的一環(huán)，由此促進研發(fā)數(shù)據(jù)的數(shù)字化及數(shù)據(jù)共享。
自主創(chuàng)新，探索未來能源形態(tài)
由于 Aurora 平臺可以獨立于材料、電池化學和發(fā)電而使用，因此它不僅可以用于改進鋰離子電池，還可以在未來開發(fā)替代鈉離子電池或具有自修復機制的電池，“Aurora平臺與化學無相關（chemistry-agnostic），因此可以將實驗室的原型（例如鹽水電池或固態(tài)電池）更高效、更快速地推向市場?！?Corsin Battaglia 說道。
圖片來源：Empa
未來，Aurora 還將學會自主工作。通過機器學習，Aurora AI 可以創(chuàng)建數(shù)學模型，并決定下一步應進行哪些實驗，以及哪些材料和組件適用于所需的電池應用，幫助找尋廉價、易獲得且不存在任何技術缺陷的新型電池材料。
涂料產(chǎn)品被廣泛地應用于建筑、輕工業(yè)等多個領域，隨著我國的社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，以及環(huán)保政策持續(xù)出臺，對涂料產(chǎn)品的要求持續(xù)提高。涂料產(chǎn)品極需調(diào)整及升級，以應對日益變化的市場需求。力揚冀望能為企業(yè)提供極具競爭力的產(chǎn)品和服務，為客戶提高研發(fā)效能，作為研發(fā)的推動者，為企業(yè)注入源源不斷的創(chuàng)新力量，迎接市場的挑戰(zhàn)。
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