```html
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Mualliflar: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Shengyu Tao Xayzhou Lyu Chongbo Sun Haocheng Ji Guanjun Ji Zhiyuan Han Runhua Gao Jun Ma Ruifei Ma Yuou Chen Shiyi Fu Yu Vang Yaojie Sun Yu Rong Xuan Jang Guanmin Jou Hongbin Sun Abstrakt Katod materiallarining xilma-xil bo'lgan saralanmagan ishdan chiqqan batareyalar to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlashni qabul qilishga xalaqit beradi, chunki ular katodga xosdir. Ishdan chiqqan batareyalar sonining ko'payishi samarali to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash uchun aniq saralashni talab qiladi, ammo operatsiyalarning o'zgaruvchan tarixi, turli ishlab chiqaruvchilar va qayta ishlash hamkorlarining ma'lumotlar maxfiyligi muammolari (ma'lumot egalari) bilan bog'liq qiyinchiliklar mavjud. Bu yerda biz 5 ta katod materiali va 7 ta ishlab chiqaruvchidan iborat 130 ta lityum-ion batareyalarning noyob ma'lumotlar to'plamidan foydalanib, tarqatilgan mashinaviy o'rganish usuli, qayta ishlash hamkorlarining ma'lumotlarini maxfiyligini himoya qilgan holda, o'tmishdagi operatsion ma'lumotlariga tayanmasdan ushbu ishdan chiqqan batareyalarni tasniflash mumkinligini ko'rsatamiz. Ishdan chiqqan zaryad-zaryadsizlanish siklidan olingan xususiyatlardan foydalangan holda, bizning modelimiz bir xil va har xil batareyalarni qayta ishlash sharoitlarida mos ravishda 1% va 3% katod saralash xatolarini ko'rsatadi, bu esa bizning innovatsion Wasserstein masofasi bo'yicha ovoz berish strategiyamiz bilan bog'liq. Iqtisodiy jihatdan, taklif etilgan usul to'g'ri batareyalarni saralashning iqtisodiy va barqaror qayta ishlash sanoati uchun qiymatini ta'kidlaydi. Ushbu tadqiqot turli manbalardan olingan maxfiylikka sezgir ma'lumotlardan foydalanishning yangi paradiqmasini ochib beradi, bu esa tarqatilgan tizimlar uchun hamkorlik va maxfiylikka rioya qilgan holda qaror qabul qilishni osonlashtiradi. Kirish Energiya saqlash moslamalari sifatida xizmat qiluvchi lityum-ion batareyalar (LIB), sanoat ishlab chiqarishidan tortib kundalik hayotgacha turli sohalarda keng qo'llanilmoqda va qabul qilingan texnik yo'nalish sifatida tan olingan. Bashoratlarga ko'ra, 2030 yilga kelib LIBning global ishlab chiqarish hajmi 1,3 TVt·soatdan oshadi , shu bilan birga lityum va kobalt kabi muhim metall resurslarining mavjudligi batareyalar uchun ortib borayotgan talabdan ancha oshib ketadi , . Biroq, LIB mahsulotlarining joriy o'rtacha umri 5-8 yilni tashkil etadi, bu ko'plab mamlakatlarda ishdan chiqqan batareyalarning yaqinlashib kelayotgan toshqiniga olib keladi. Agar ular to'g'ri boshqarilmasa, ishdan chiqqan batareyalar barqaror bo'lmagan resurslarni isrof qilish va atrof-muhitga zarar etkazishga olib keladi. Ushbu sharoitlarda, LIB ishdan chiqishlarining yaqinlashib kelayotgan toshqini bilan kurashar ekanmiz, batareyalarni qayta ishlash texnologiyasini ishlab chiqish muhim ahamiyat kasb etadi . 1 2 3 4 Batareyalarni qayta ishlash bo'yicha tadqiqotlardagi so'nggi yutuqlar pirometallurgiya, gidrometallurgiya va to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash usullariga qaratilgan . Pirometallurgiya va gidrometallurgiya usullaridan farqli o'laroq, to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash o'ziga xos usuldir. Bu jarayon materialning tuzilishiga ikkilamchi zarar etkazmaydi, bu esa yanada samarali tuzilmaviy ta'mirlash va ishlashni tiklash imkonini beradi. Bundan tashqari, to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash yuqori foyda keltiradi, chunki u kamroq energiya sarfini, kamroq issiqxona gazlari chiqindilarini va yengilroq atrof-muhit ta'sirini o'z ichiga oladi , . Biroq, haqiqiy ishlab chiqarishda batareyalarni qayta ishlovchilar ko'pincha noma'lum tarkibiy qismlardan iborat LIB yoki turli katod material turlarining aralashmasidan iborat batareya modullari bilan duch kelishadi. To'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash katodga sezilarli darajada bog'liq bo'lishi mumkinligini hisobga olganda, bunday murakkablik ishdan chiqqan batareyalarni qiymatini o'zlashtirish uchun to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlashni qo'llashni mumkin emas qiladi . Ta'kidlash joizki, hatto aralash katod material turlaridan olingan muhim metallar an'anaviy qayta ishlash strategiyalari yordamida olinishi mumkin bo'lsa ham, qayta ishlash jarayoni davomida turli katod materiallar o'rtasidagi o'zaro ta'sir mahsulot sifatiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin . Shu sababli, qayta ishlash tomonida katod material turi haqidagi ma'lumotlarni tushunish to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash yo'nalishini tanlashga sezilarli darajada ta'sir qiladi va natijada mahsulot sifatini, rentabelligini va barqarorligini yaxshilaydi. 5 6 7 8 9 Inson yordamida to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash oldindan ishlov berish qismida ishdan chiqqan batareya katod materialining turini aniqlash uchun taklif qilingan, ammo bu qayta ishlash sanoati kengayayotganida hali ham iqtisodiy jihatdan samarali emas . Ishdan chiqqan batareya katod turi haqidagi ma'lumotlarni samarali olish uchun ilmiy va sanoat hamjamiyati yaqinda batareya umrini kuzatish tizimini  va batareya pasporti  va batareya ma'lumotlari genomi  kabi yangi tushunchalarni boshladi. Ushbu tashabbuslardan oldin ko'p sonli batareyalar ishlatilgan bo'lsa-da, batareya ma'lumotlariga butun hayot zanjiri davomida kirish imkoniyati mavjud bo'lishi kerak degan keng tarqalgan fikr mavjud bo'lib, bu ikkinchi hayotni tanlashni osonlashtiradi . Bu, ayniqsa, batareyalarni qayta ishlash sektori uchun, batareyaning ikkinchi hayotining so'nggi stantsiyasi, chunki qayta ishlash yo'nalishi katodga sezilarli darajada bog'liq bo'lishi mumkin. Biroq, batareya umrini kuzatish tizimlari yoki batareya pasportlari shtrix kodlar va yaqin dala aloqasi kabi elektron gadjetlar tomonidan ta'minlanadi, bu esa keng miqyosdagi investitsiyalarni talab qilishi va turli batareya dizaynerlari bilan keng mos kelmasligi mumkin. Bundan tashqari, elektron gadjetlarni ularning umri davomida izchil boshqarish qiyin bo'lib, eskirgan qurilmalar va qayta ishlash bosqichida kirish imkoniyatining yo'qligiga olib keladi, chunki LIBning zamonaviy ishlab chiqarish jarayoni hali ham ishlab chiqarishdan qayta ishlashga integratsiya qilinmagan . Shu sababli, faqat oson kirish mumkin bo'lgan dala ma'lumotlaridan foydalanib, samarali batareya katod turi saralashiga erishish uchun ko'proq yutuqlar zarur , , tarixiy ma'lumotlar yozilgan yoki inson tomonidan boshqariladigan usuldan farqli o'laroq, mahsulotlarning sifatini va rentabelligini yaxshilaydigan to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlashni qabul qilishni osonlashtiradi. 1 10 11 12 13 14 15 16 So'nggi bir necha yil ichida mashinaviy o'rganish barcha batareya sohalaridagi ochiq savollarni hal qilish uchun maqbul vosita sifatida paydo bo'ldi. Boshqa batareya bilan bog'liq mavzularda, mashinaviy o'rganish yaqinda murakkab batareya mexanizmlarini avtomatik ravishda kashf etishga imkon berdi , , , qolgan foydali umrni bashorat qilish , , , , , sog'lik holatini baholash , , , tsikl profilini optimallashtirish , , nosozlik taqsimotini taxmin qilish , hatto batareya dizayniga yo'naltirish , , va ishlab chiqarilgandan so'ng darhol umrbod ishlashni bashorat qilish . Batareyani qayta ishlash holatida, katod materiallari bo'yicha mashinaviy o'rganishni o'rgangan kam sonli ishlar mavjud , , bu esa batareya ma'lumotlarining kamligi, ayniqsa oxirgi bosqichgacha ishlatilganlari uchun aybdor. Nashr etilgan tadqiqotlarning aksariyati juda cheklangan namuna o'lchamlarini ko'rsatadi  va hatto batareya katodining xilma-xilligida yanada cheklangan . Kamchilik yuqori narx, uzoq test davomiyligi  va eng muhimi, tijoriy yoki manfaatdorlik sababli ma'lumotlar maxfiyligi bilan bog'liq. Natijada, kamchilik shundaki, mavjud batareya ma'lumotlari, ko'p hajmdagi va turli xil bo'lishiga qaramay, batareya ishlab chiqaruvchilari, amaliy qo'llashlar, akademik muassasalar va uchinchi tomon platformalari kabi ko'plab tomonlardan olingan bo'lsa ham, baham ko'rilmaydi. Bunday dilemmani hamkorlik va maxfiylikni saqlovchi tarzda katod materiallarini saralashni o'rganishni talab qiladi. 17 18 19 20 21 22 23 24 19 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Tarqatilgan va maxfiylikni saqlovchi paradigma sifatida tarqatilgan mashinaviy o'rganish ko'p tomonlama hamkorlik (ekvivalent ravishda, batareya ma'lumotlarining hajmi va xilma-xilligi) va hamkorlikdagi mashinaviy o'rganish orqali maxfiylik muammolarini hal qilish imkoniyatiga ega , , . Har bir o'quv iteratsiyasida, tarqatilgan ma'lumot egalari o'zlarining mahalliy hisoblash quvvatidan foydalangan holda mahalliy o'qitishni amalga oshiradilar, o'rgatilgan model parametrlarini/natijalarini shifrlaydilar va agregatsiya uchun markaziy koordinatoga yuklaydilar. Xom ma'lumotlar to'plamlari hech qachon tegishli ma'lumot egalaridan chiqib ketmasligi va uzatilgan parametrlar/natijalar ma'lumot maxfiyligini himoya qilish uchun to'g'ri shifrlanganligi haqidagi faktlar. Tarqatilgan mashinaviy o'rganish jamoat salomatligi , , klinik diagnostika , , , elektron tijorat , Internet of Things , mobil hisoblash , va aqlli tarmoq , ,  kabi ko'plab dasturiy sohalarda keng o'rganilgan. Ushbu usul ma'lumotlarga kirish cheklangan energiya sohalarida ma'lumotlarga asoslangan tadqiqot paradigmasini inqilob qilishi mumkin, ayniqsa maxfiylikni saqlash orqali. Batareyalarni qayta ishlash sektori nuqtai nazaridan, tarqatilgan mashinaviy o'rganish, maxfiylik muammolari tufayli baham ko'rilmaydigan mavjud bo'lgan ulkan batareya ma'lumotlaridan foydalanish uchun yaxshi imkoniyatlarni taqdim etadi. Bunday hamkorlik va maxfiylikni saqlovchi paradigma bilan, ishdan chiqqan batareyalarni saralash yuqori aniqlik, samaradorlik, kengayish va umumlashtirish bilan amalga oshirilishi mumkin, qayta ishlangan mahsulotlarning sifatini va rentabelligini optimallashtiradi. Bizning bilimimizga ko'ra, batareyalarni qayta ishlashga qaratilgan tarqatilgan mashinaviy o'rganish tadqiqotlari hech qachon nashr etilmagan. 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 Ushbu tadqiqotda biz batareya ishlab chiqaruvchilari, amaliy qo'llash operatorlari, akademik tadqiqot muassasalari va uchinchi tomon platformalari kabi ko'plab hamkorlarning mavjud batareya ma'lumotlaridan foydalangan holda, tarqatilgan va maxfiylikni saqlovchi mashinaviy o'rganish usulida ishdan chiqqan batareyalarni katod materiallari bo'yicha saralashni amalga oshiramiz (1-rasmga qarang). Bizning tarqatilgan mashinaviy o'rganish modelimiz standart xususiyatlarni muhandislik jarayoni orqali, tarixiy operatsiya sharoitlari haqida oldindan hech qanday ma'lumotga ega bo'lmasdan, faqat bitta dala sinovi siklidan foydalangan holda o'qitildi. Bizning tarqatilgan mashinaviy o'rganish modelining bashorat kuchini mahalliy ma'lumotlarga asoslangan mustaqil ravishda o'rganilgan mahalliy modellarning bashorat kuchi bilan bir xil va har xil batareyalarni qayta ishlash sharoitlarida taqqoslaymiz. Heterojenlik muammosi bizning taklif etilgan Wasserstein masofasi bo'yicha ovoz berish strategiyamiz tomonidan hal qilinadi. Ishdan chiqqan batareyalarni qayta ishlashda taklif etilgan tarqatilgan mashinaviy o'rganish tizimidan foydalanishning iqtisodiy bahosi amalga oshiriladi, bu esa ishdan chiqqan batareyalarni aniq saralashning dolzarbligi va zarurligini ta'kidlaydi. Biz modelning tushuntirish qobiliyatini, batareyalarni qayta ishlashning ta'sirini va tarqatilgan mashinaviy o'rganish bilan integratsiyalashgan kelajakdagi batareyalarni qayta ishlash amaliyotining kengroq istiqbollarini har tomonlama muhokama qilamiz.    Ko'plab ma'lumot manbalari, masalan, batareya ishlab chiqaruvchilari (Tasvir Addionics tomonidan taqdim etilgan), amaliy qo'llash operatorlari (Tesla mashinasining tagida joylashgan batareya to'plami. Tasvir Tesla tomonidan taqdim etilgan), akademik tadqiqot muassasalari va uchinchi tomon platformalari ma'lumotlar kontributorlari bo'lishi mumkin. Batareya ma'lumotlari kontributorlar o'rtasida baham ko'rilmaydi yoki batareyani qayta ishlovchiga yuklanmaydi. Buning o'rniga, ma'lumot kontributorlari mahalliy modellarni o'rgatadilar va global modelni yaratish uchun model parametrlarini batareyani qayta ishlovchi bilan baham ko'radilar. Taklif etilgan Wasserstein masofasi bo'yicha ovoz berish texnikasi mahalliy modellarni global modelga birlashtiradi, bu esa ma'lumotlarning nomutanosibligi va shovqiniga chidamli. Batareyani qayta ishlovchilar ushbu umumiy qurilgan modeldan batareyalarni saralash uchun, oson kirish mumkin bo'lgan dala sinovi ma'lumotlari bilan birgalikda foydalanishlari mumkin.   Bizning tarqatilgan mashinaviy o'rganish tizimi an'anaviy ma'lumot orollaridan farqli o'laroq, ma'lumotlarni maxfiyligini saqlagan holda baham ko'rishga undaydi. a b Natijalar Ma'lumotlarni yig'ish va standartlashtirish Turli batareya turlaridagi noyob batareya kinetikasi turli operatsion holatlar, ishlab chiqarish o'zgaruvchanligi va tarixiy foydalanish tufayli yuqori o'lchovli va tavsiflash qiyin bo'lishi mumkin . Ushbu dilemmani hal qilish uchun biz 7 ta ishlab chiqaruvchidan 5 ta katod material turi bo'lgan 130 ta ishdan chiqqan batareyani to'pladik va standartlashtirdik, bu esa tashqi tarqatish, ekvivalent ravishda har xil ma'lumotlar to'plamini yaratdi. Turli tarixiy foydalanishlarni hisobga olgan holda, to'plangan batareyalarning sig'imi nominal sig'imning 90% dan kam. Batareya katod materiallari lityum kobalt oksidi (LCO), nikel marganets kobalt (NMC), lityum ferrofosfat (LFP), nikel-kobalt-alyuminiy oksidi (NCA) va NMC-LCO aralash turlari bo'lib, ular ishlab chiqaruvchilarga asoslangan holda 9 sinfga guruhlangan (Qo'shimcha jadval  ). Biz modelni tarixiy foydalanishlardan va batareya turlaridan mustaqil bo'lgan batareyani qayta ishlovchi uchun umumlashtirilgan modelni o'qitish uchun laboratoriya sinovlaridan tortib elektr transport vositalarini haydash profillarigacha bo'lgan turli tarixiy foydalanishlarga ega batareyalarni qasddan kiritdik. 52 1 Standartlashtirish uchun qayta ishlovchidan talab qilinadigan barcha ma'lumotlar joriy (dala sinovi) sikli bo'lib, unda bitta zaryadlash va zaryadsizlanish testi amalga oshiriladi, bu amaliy hollarda osongina amalga oshiriladi. Sinovdan o'tgan ma'lumotlar dastlab etishmayotgan qiymatlarni to'ldirish, tashqi qiymatlarni almashtirish va median filtrlash orqali tozalashadi. Biroq, inson tomonidan yaratilgan va katodning har xilligi bilan bog'liq shovqinlar modelni nomukammal kirishlarga chidamli qilish uchun qasddan saqlanadi. Keyin ma'lumotlar egri chiziqni to'ldirish (Qo'shimcha rasm  ) va o'lchovni kamaytirish uchun xususiyatlarni muhandislik qilish uchun chiziqli interpolatsiya qilinadi, standartlashtirish parametrlarining umumiy to'plamidan foydalaniladi (Qo'shimcha eslatma  ). Standartlashtirish jarayonidan olingan xususiyatlar tushunarli bo'lib, bu sezilarli tijoriy manfaatga ega. Bizning bilimimizga ko'ra, bu ko'p sonli manbalar va tarixiy foydalanishlardan olingan har xil batareya ma'lumotlaridan foydalangan holda batareyalarni qayta ishlash strategiyasini ishlab chiqishga yordam berish uchun birinchi marta. 1 1 2-rasmning a va b qismlari xususiyatlarni muhandislik qilish jarayonini ko'rsatadi. Biz ishdan chiqqan batareyalarning so'nggi siklidagi, ya'ni bitta zaryadlash va bitta zaryadsizlanish siklidagi zaryadlash va zaryadsizlanish egri chizig'iga e'tibor qaratamiz (Qo'shimcha rasmlar  – ). Zaryadlash jarayonida, kuchlanish-sig'im va dQ/dV egri chiziqlaridan 15 ta xususiyat olinadi, bu yerda V va Q mos ravishda kuchlanish va sig'im qiymatlarini bildiradi. Zaryadsizlanish jarayoni uchun ham xuddi shu xususiyatlar olinadi. Natijada, F1 dan F30 gacha bo'lgan jami 30 ta xususiyat olinadi. Xususiyatlarning batafsil tushuntirilishi uchun Qo'shimcha jadval   va Qo'shimcha eslatma   ga qarang. 2-rasmning c qismi har bir sinfdan tanlangan batareyalarning mutlaq va nisbiy xususiyatlarini ko'rsatadi. Turli sinflardagi aksariyat nisbiy xususiyatlar -1 dan 0 gacha bo'lgan mintaqada (-yashil rang bilan) bir-biriga o'xshash va ajratib bo'lmaydi, bu esa bitta batareya siklidan foydalanib batareya turini tasniflash qiyinligini ko'rsatadi. Qiyinchilik kutilmoqda, chunki turli xil tarixiy operatsion sharoitlar batareyalarning zaryadlash-zaryadsizlanish kinetikasiga ta'sir qilishi mumkin, shuning uchun olingan xususiyatlar batareya turlaridan qat'iy nazar, ko'p jihatdan bog'liq bo'lishi mumkin (Qo'shimcha rasm  2 5 2 2

Part of HackerNoon's growing list of open-source research papers, promoting free access to academic material.

Ushbu audio hikoyaning asl tilida yaratilgan!

Ushbu Maxfiylikka Chidimli Sun'iy Intellekt Batareya chiqindilarini Katta Foydaga Aylantirishi Mumkin

About Author

IZOHLAR

TEGI QILISH

USHBU MAQOLA TAQDIM ETILGAN

Related Stories

Meet Uzi World Digital, Winner of Startups of the year 2024 in Kolkata, West Bengal, India

Meet UzairaAdvisory, Startups of The Year 2024 Nominee

Meet UzairaAdvisory, Winner of Startups of The Year 2024 in Business

Meet Uzi World Digital, Winner of Startups of the year 2024 in Kolkata, West Bengal, India

Meet UzairaAdvisory, Startups of The Year 2024 Nominee

Meet UzairaAdvisory, Winner of Startups of The Year 2024 in Business

Light-Mode

Classic

Newspaper

Minty

Dark-Mode

Neon Noir

Minty

HN StartUps