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智破“参数迷宫”——浙化院以AI导航重塑锂电材料研发范式

来源:中化蓝天 发布时间:2026/07/01

当新能源电池的性能逼近物理极限

生产线上哪怕0.1℃的温度波动

几分钟的诱导期差异

都可能在下游客户端被引发连锁反应

最终演变为电芯边角裂缝

材料脱模失败等致命缺陷

这些隐匿的工艺波动

像一张无形的网,牵一发而动全身

构成一座高端锂电材料从实验室

走向大规模量产必须穿越的“参数迷宫”

当新能源电池的性能逼近物理极限

生产线上哪怕0.1℃的温度波动

几分钟的诱导期差异

都可能在下游客户端被引发连锁反应

最终演变为电芯边角裂缝

材料脱模失败等致命缺陷

这些隐匿的工艺波动

像一张无形的网,牵一发而动全身

构成一座高端锂电材料从实验室

走向大规模量产必须穿越的“参数迷宫”

困局

“隐形骨架”的量产之痛

       聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂被誉为锂电池正负极的“隐形骨架”,其性能直接决定电芯的循环寿命与运行安全。随着新能源产业向高质量升级,这一关键材料的研发与生产遭遇双重挑战:一方面,材料性能已逼近天花板,分子结构和聚合度的调控空间越来越小;另一方面,生产工艺涉及上百个耦合参数——温度、压力、流场、助剂配比等,牵一发而动全身。

       浙化院PVDF粘结剂项目负责人

       “过去我们就像在黑暗里摸索,一次实验动辄数周,成本高昂却常常得不到想要的结果。”

       实验室里验证完美的高性能配方,一旦进入吨级产业化放大环节,就仿佛被施了魔咒:应用性能波动巨大,常规质检手段无法有效筛查不合格品,一旦在下游客户产线上暴露问题,将面临巨大的商业风险。而下游电池厂商对产品批次稳定性的要求极为严苛,且项目导入窗口期紧迫,一旦错失,可能直接失去万吨级市场机会。

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       客户的质疑、产线的波动、时间的紧迫,让团队深刻意识到,唯有依靠颠覆性科技创新,才能破局突围。

破局

AI赋能,打通研发堵点

       聚合物材料开发中,初始配方、工艺参数、过程反馈、调控因子、物性测试等海量参数层层嵌套、相互影响。产品攻关团队内部曾多次围绕核心要素归因展开讨论,不同的观点都有理论依据,但也都能找到反例证伪。团队内部难以达成共识,客户的信心也随之下降,甚至在一次技术对接会上,客户流露出放弃产品导入的想法,让团队备受打击。

       面对多重困境团队始终坚守攻关一线、深耕问题根源,团队成员逐渐认识到,单一变量的归因分析已无法解开纠缠的工程参数体系,必须跳出原有研发惯性。将基于人工智能模型的数据分析工具全面引入研发体系,通过“数据筑基一机理融合一算法建模”三步走,重构研发范式。

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数据是AI赋能的底座

       团队耗时数月,梳理整合服务器中上万条历史生产数据、数千个工艺参数。

       上虞基地技术员

       “我们就像考古学家,一点点从数据碎片中挖掘宝藏。打通数据壁垒,构建标准化、结构化的数据体系,是让AI真正发挥作用的前提。”

机理与算法的深度融合是关键

       团队通过复杂的数据特征提取与转化,将晦涩的化工工艺原理,转化为AI可理解、可运算的数学模型,为AI装上了“科学大脑”,使其不仅能捕捉到数据关联,更能理解数据背后的科学逻辑。

精准算法建模实现突破

       利用机器学习技术,团队深度挖掘海量数据,试图捕捉到那些被传统经验忽略的隐性关联。当算法模型首次输出参数重要性排序时,众人惊喜发现,排名前五的参数中有三个参数,由于数值波动极小,此前从未被重点关注。后续验证实验确认,这三个参数恰恰是关键且高度关联的影响因素。

       “确认结果的那一刻,整个实验室都沸腾了。”团队成员兴奋地说,“那一刻,我们知道,我们找到了打开‘参数迷宫’的钥匙。”

落地

智能导航,赋能高效稳产

       依托AI锁定的核心调控变量,团队构建起“参数-性能”动态映射模型,为生产安装上“智能导航系统”,成效立竿见影。高性能PVDF粘结剂实现连续稳定的规模化生产,关键指标批次波动率大幅降低,赢得高端市场客户的高度认可。

       客户反馈

       “过去研究团队的解释多停留在理论分析与假设层面,这次我们看到了数据链条上的实证关联,对产品推广更有信心”。

       更令人振奋的是,由于提前锁定关键参数,大幅减少反复实验数量,产品工艺验证周期缩短了50%,顺利完成从“盲目试错”到“精准导航”的效率跃迁。

       上虞基地聚合物产品总监

       “数据采集与分析能力的提升是我们依靠AI摆脱困境的基石,也是产品核心竞争力的源泉。”

       如今,AI智能监控系统已成为生产线的“智慧大脑”,7x24小时实时监测工艺状态,提前预警异常波动,并自动推送最优调控方案。

       上虞基地副总经理

       “以前靠老师傅经验,心里没底;现在看数据说话,哪里要调整,调多少,系统都算得明明白白。”

       曾经,产品稳产提质靠经验把控,现在终于从一门“艺术”变成了一门可计算、可复制、可推广的科学。目前,该数智化模式已在制冷工质研发落地、固态电池粘结剂等项目中初步验证,为更多课题提供“智研”路径。

站在新能源产业高质量发展新起点

浙化院将深耕数智化研发

拓展AI在新材料领域的应用边界

构建全链条智能创新生态

推动中化蓝天全产业链数智化转型

为我国新能源产业自主可控

化工行业绿色升级注入科技动能

书写央企科研院所科技自立自强新篇章