EMPA 的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Corsin Battaglia 強(qiáng)調(diào)：“世界亟需新型能源存儲(chǔ)技術(shù)，但發(fā)展全新的電池概念、探討其潛能十分耗時(shí)，EMPA 希望能加速這個(gè)過程，Aurora 機(jī)器人平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，它將接管實(shí)驗(yàn)室電池的全自動(dòng)化研發(fā)過程，并在未來全面實(shí)現(xiàn)電池自主材料的選擇、組裝與分析等過程?！?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">Aurora 平臺(tái)通過將多個(gè)模塊組合，形成自動(dòng)化的閉環(huán)序列，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化，使實(shí)驗(yàn)人員從重復(fù)性任務(wù)中解放出來，為創(chuàng)造性任務(wù)提供更多時(shí)間。

Aurora 電池機(jī)器人集成于氬氣手套箱中，每批次可組裝 32 個(gè)紐扣電池，并配有單獨(dú)的預(yù)制電極組。陽(yáng)極/陰極容量平衡對(duì)于電池循環(huán)穩(wěn)定性至關(guān)重要， Aurora 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化稱量過程，使其精度可達(dá)到 0.01 mg。Aurora 平臺(tái)可用多達(dá) 8 種不同的液體成分配制多達(dá) 32 種不同的液體電解質(zhì)，使用 Chemspeed 的頂置式稱重加樣技術(shù)，以 1 mg 的精度對(duì)高粘度液體進(jìn)行質(zhì)量分配，避免容易出錯(cuò)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(jìn)行性能測(cè)試，該恒電位儀與 Aurora 項(xiàng)目中開發(fā)的開源 Python 包連接。對(duì)于具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的電池研發(fā)，創(chuàng)新過程中耗時(shí)且容易出錯(cuò)的步驟實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，這不僅能快速測(cè)試科學(xué)假設(shè)和驗(yàn)證物理模型，更能減少了人為錯(cuò)誤、提高可重復(fù)性。

實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化后，數(shù)字化戰(zhàn)略才是研發(fā)技術(shù)發(fā)展的重中之重。EMPA 的研究員 Enea Svaluto-Ferro 正在“培訓(xùn)”Aurora，他表示：“當(dāng)機(jī)器人以恒定的精度稱重、計(jì)量和組裝各個(gè)電池組件，精確地啟動(dòng)和完成充電周期并執(zhí)行其他重復(fù)步驟時(shí)，研究人員可以使用生成的數(shù)據(jù)來推動(dòng)創(chuàng)新過程向前發(fā)展?！?/span>

Empa 研究員 Enea Svaluto-Ferro 與電池機(jī)器人 Aurora 合作；未來新電池的開發(fā)時(shí)間應(yīng)該會(huì)大大縮短

圖片來源：Empa

此外，Aurora 平臺(tái)與開源的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) AiiDA 連結(jié)，是第一個(gè)與現(xiàn)有 AiiDA 系統(tǒng)耦合聯(lián)用的機(jī)器人平臺(tái)，數(shù)據(jù)最終將傳輸至蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院正在開發(fā)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) openBIS，對(duì)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(píng)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(shí)追溯數(shù)據(jù)來源。

EMPA 的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Corsin Battaglia 表示：“這將使創(chuàng)新進(jìn)程進(jìn)一步加速，并為工業(yè) 4.0 提供研發(fā)領(lǐng)域全面的數(shù)字化戰(zhàn)略。”Aurora 現(xiàn)已成為歐洲研究計(jì)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(shí)被納入蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）董事會(huì)“開放研究數(shù)據(jù)”（Open Research Data）計(jì)劃的一環(huán)，由此促進(jìn)研發(fā)數(shù)據(jù)的數(shù)字化及數(shù)據(jù)共享。

由于 Aurora 平臺(tái)可以獨(dú)立于材料、電池化學(xué)和發(fā)電而使用，因此它不僅可以用于改進(jìn)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(fù)機(jī)制的電池，“Aurora平臺(tái)與化學(xué)無(wú)相關(guān)（chemistry-agnostic），因此可以將實(shí)驗(yàn)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(chǎng)?！?Corsin Battaglia 說道。

Aurora在保護(hù)性氣氛下運(yùn)行：在手套箱中，Benjamin Kunz 和 Enea Svaluto-Ferro（右）控制工藝步驟。

圖片來源：Empa