電池創(chuàng)新告別 “試錯(cuò)時(shí)代”，“分子宇宙”已發(fā)現(xiàn)顛覆性新材料
電池的研發(fā)與設(shè)計(jì)創(chuàng)新模式，正在被重構(gòu)。
中國科學(xué)院院士歐陽明高曾預(yù)測，鋰電下一個(gè)十年的技術(shù)競爭核心在于材料，而人工智能(AI)正在改變材料的研發(fā)范式。
歐陽明高院士這一預(yù)測，正在被一家有著深厚電池基因和AI技術(shù)能力的企業(yè)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
今年4月底，SES AI Corporation(簡稱“SES AI”)推出了一款電池領(lǐng)域逐漸替代人類科學(xué)家的AI Agent：涵蓋10^11個(gè)可用于電池的小分子圖譜，專注于電池專用的大語言模型驅(qū)動(dòng)訓(xùn)練而成的智能模型——Molecular Universe(分子宇宙，簡稱：MU)。
自發(fā)布以來，“分子宇宙”已經(jīng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的研發(fā)與創(chuàng)新能力。據(jù)悉，已經(jīng)有機(jī)構(gòu)科研和企業(yè)技術(shù)人員，通過MU大模型，找到了高度匹配NCM811和硅含量達(dá)15%的全新分子材料，以及抑制硅膨脹的全新電解液添加劑。
這意味著，過去需要科學(xué)家數(shù)年乃至數(shù)十年的研發(fā)創(chuàng)新，發(fā)生了顛覆性變化，分子宇宙可能只需要很短的時(shí)間，就能完成這一創(chuàng)新。
傳統(tǒng)的電池材料開發(fā)，主要依賴于科學(xué)家，往往存在經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)氣的成分。SES AI認(rèn)為，長期以來，電池創(chuàng)新的空間被經(jīng)驗(yàn)限制住了。20個(gè)原子以下的有機(jī)分子超過10^11種，像宇宙中的星辰一樣多，但在過去30年里，僅有1000多種有機(jī)分子在電池領(lǐng)域被研究。
SES AI耗費(fèi)近半年的時(shí)間，完成了對(duì)10^11個(gè)宇宙分子的計(jì)算，并存儲(chǔ)在“分子宇宙”圖譜(Map)中。SES AI基于分子宇宙海量數(shù)據(jù)，結(jié)合該公司在高性能鋰金屬與鋰離子電池研發(fā)制造方面的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出了專門適用于電池領(lǐng)域的大型語言模型(LLM)，并依托強(qiáng)大的算力和訓(xùn)練能力，在全球率先構(gòu)建了一個(gè)具備科學(xué)分析、推理的電池AI智能體。
4月底，SES AI發(fā)布了分子宇宙第一代版本，也即MU.0版本。
僅僅過去兩個(gè)月時(shí)間，SES AI推出了Molecular Universe的全新版本：MU-0.5，新版本有了重大升級(jí)。
01
“分子宇宙”迎重大升級(jí)
引入Deep Space功能
在MU-0版本中，用戶向“分子宇宙”提問(Ask)，分子宇宙通過訓(xùn)練推理模型，深入思考后，會(huì)直接幫助用戶精確找到所需的分子及有關(guān)詳細(xì)特性。在MU-0版本中，用戶提問越具體、詳細(xì)，答案越精確、可靠。
而MU-0.5版本，則引入了Deep Space，使得“分子宇宙”具備更全面的科學(xué)分析、推理能力，從產(chǎn)品研發(fā)到制造的全流程閉環(huán)角度考慮，更契合電池實(shí)際應(yīng)用及生產(chǎn)。“分子宇宙”會(huì)自主且更精確地去理解用戶的需求和真實(shí)意圖，并給出更精確的答案，減少試錯(cuò)成本。
電池作為非常復(fù)雜的化學(xué)體系，要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地，需要綜合考慮能量密度、低溫、壽命、快充、安全等性能指標(biāo)，以及成本、量產(chǎn)可行性等商業(yè)維度。大部分用戶在使用“分子宇宙”探索某一材料分子的性能時(shí)，往往只是簡單提出一個(gè)需求，容易忽視新分子材料的其它特性，以及合成價(jià)值和量產(chǎn)可能。
與MU-0版本中Ask功能依賴于專門針對(duì)電池領(lǐng)域訓(xùn)練的大型語言模型不同，Deep Space由更強(qiáng)大的多代理模型驅(qū)動(dòng)。當(dāng)用戶輸入問題后，Deep Space不會(huì)立即作答，而是會(huì)先向用戶提出幾個(gè)關(guān)聯(lián)問題，通過與用戶的“交流”，以更準(zhǔn)確、深入理解用戶的真實(shí)需求和目標(biāo)。
例如，當(dāng)用戶想要讓分子宇宙推薦一款“適配NCM811正極和高硅負(fù)極，能夠提升該電池快充性能的電解液配方”時(shí)，MU-0.5會(huì)先向用戶提出幾個(gè)問題：
1、這款電池的開發(fā)背景是面向?qū)嶋H量產(chǎn)應(yīng)用，還是學(xué)術(shù)研究/原理驗(yàn)證?
2、您希望最終能承受的快充倍率大約是多少(例如2C、4C、6C等)，以及是否對(duì)低溫或高溫性能也有硬性要求?
3、鹽體系是否必須保持LiPF，還是可以接受 LiFSI或 LiPF /LiFSI混鹽?
4、對(duì)溶劑或添加劑中的氟含量、成本或環(huán)境法規(guī)是否有嚴(yán)格限制?
5、電池需要兼顧難燃/阻燃特性嗎?
6、是否有固定的硅含量、負(fù)極面密度或其它工藝窗口(如溫度、壓力)必須維持?
7、您更傾向于已有文獻(xiàn)與量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證過的方案，還是希望獲取尚未公開或相對(duì)新穎的思路?
通過這種主動(dòng)溝通，MU-0.5可以更加深度理解用戶的真實(shí)需求，甚至超出用戶所想。隨后，它將從SES AI的專有數(shù)據(jù)庫中尋找答案，并在Molecular Universe快速增長的分子數(shù)據(jù)庫中搜索全新適配分子。
“用戶在分子宇宙中詢問一種材料分子時(shí)，可能只問低溫、快充性能，其它如高溫存儲(chǔ)、循環(huán)、能量密度、安全、成本、量產(chǎn)時(shí)間等維度并沒考慮到，MU0.5 目的是對(duì)用戶發(fā)出提問的真實(shí)需求有個(gè)更深的了解，然后它會(huì)再進(jìn)行全面思考。”SES AI創(chuàng)始人胡啟朝告訴電池中國，這個(gè)過程可能需要半個(gè)小時(shí)或幾十分鐘，但它的回答能夠更精確地滿足用戶的所有需求、貼近實(shí)際情況。
盡管時(shí)間要比MU-0花費(fèi)時(shí)間更長，但傳統(tǒng)依靠科學(xué)家完成這些研發(fā)可能需要數(shù)月甚至數(shù)年的時(shí)間，“Deep Space能根據(jù)性能、新穎性(如:新化學(xué)物合成指數(shù))、成本或其它用戶關(guān)注的維度，推薦適用于不同電芯體系的電解液配方，以及生產(chǎn)注意事項(xiàng)。它顯著減少了試錯(cuò)時(shí)間，能在短短1小時(shí)內(nèi)完成這些核心的前期研究工作。”
02
分子宇宙
高質(zhì)量數(shù)據(jù)構(gòu)建全球領(lǐng)先的電池專用大模型
高質(zhì)量數(shù)據(jù)的缺乏，也是AI推動(dòng)材料研發(fā)要面臨的難題之一。
現(xiàn)階段，純AI公司涉足電池領(lǐng)域，因?yàn)樽陨頉]有高質(zhì)量數(shù)據(jù)，所以其針對(duì)電池領(lǐng)域的創(chuàng)新和訓(xùn)練，往往不具備落地性或可行性;
電池企業(yè)雖然有龐大的電池?cái)?shù)據(jù)基數(shù)，但多部門采集整理難度非常大，且很多企業(yè)未對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛、清晰的標(biāo)注。同時(shí)，在算力、算法和訓(xùn)練模型上不夠?qū)I(yè)，難以實(shí)現(xiàn)AI for Science加速電池材料開發(fā)的進(jìn)程。
自“分子宇宙”MU.0版本發(fā)布之后，Molecular Universe迅速成為全球企業(yè)、國家實(shí)驗(yàn)室和高校電池研究人員應(yīng)用的強(qiáng)大電池探索工具。其可快速獲取相關(guān)且豐富的研究洞察，高質(zhì)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和模型，且可大幅節(jié)省因避免重復(fù)專利申請(qǐng)、材料與設(shè)備試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)，及人才招聘而產(chǎn)生的成本，因此受到電池屆的廣泛認(rèn)可。
無論是在高質(zhì)量數(shù)據(jù)、AI算法、訓(xùn)練模型，以及推理和科學(xué)分析上，“分子宇宙”都令業(yè)界耳目一新，究其原因：
首先，SES AI在初始階段就花費(fèi)巨大的人力與算力，盡可能全面計(jì)算電池領(lǐng)域中10^11分子的各類數(shù)據(jù)。分子數(shù)據(jù)庫包含海量未被充分探索的化學(xué)結(jié)構(gòu);傳統(tǒng)研發(fā)往往聚焦于已知結(jié)構(gòu)類別，但化學(xué)空間的廣闊性，意味著許多結(jié)構(gòu)迥異但性能優(yōu)越的分子，可能存在于“非傳統(tǒng)區(qū)域”。
其次，分子宇宙收集了大量電池相關(guān)的文獻(xiàn)、學(xué)術(shù)、專利、工藝、電芯產(chǎn)線、測試、材料體系數(shù)據(jù)。MU模型通過訓(xùn)練，具有很深的對(duì)電池文獻(xiàn)、專利、工藝、制造、測試等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)理論的理解分析能力。
第三，分子宇宙一直可以對(duì)電池最新的高質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行吸納和分析學(xué)習(xí)。SES AI過去多年一直專注于電池，尤其是聚焦鋰金屬電池等前沿電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地，并已成功開發(fā)出汽車A樣品和B樣品，且在無人機(jī)、低空飛行器、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得以應(yīng)用驗(yàn)證。分子宇宙每六個(gè)月會(huì)收集、測試各種批次電池、材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)更新到分子宇宙智能體進(jìn)行模型訓(xùn)練，從而將模型精確度和精密度做得非常高。
相較于DeepSeek、Openai等通用大模型，分子宇宙構(gòu)建了更全面的專注在電池領(lǐng)域的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，也讓其在電池領(lǐng)域具備更強(qiáng)的推理、科學(xué)分析能力，結(jié)果也會(huì)更精確。
SES AI除了向全球客戶提供“分子宇宙”電池通用模型服務(wù)，考慮到多數(shù)頭部電池企業(yè)自身高質(zhì)量電池?cái)?shù)據(jù)的敏感性，SES AI還可以為客戶提供定制化的“分子宇宙”模型，幫助客戶進(jìn)行本地化部署，通過創(chuàng)建類似聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的方式，對(duì)***進(jìn)行本地化訓(xùn)練，幫助企業(yè)加快研發(fā)創(chuàng)新速度，建立競爭優(yōu)勢。
03
分子推薦不是紙上談兵
顛覆性電池材料已被MU發(fā)現(xiàn)
當(dāng)用戶向分子宇宙提出：推薦一個(gè)新的電池材料分子時(shí)，分子宇宙會(huì)充分考慮新的分子合成難度，以及合成后電池的性能表現(xiàn)、可量產(chǎn)與否等諸多實(shí)際需求。
據(jù)胡啟朝介紹，分子宇宙根據(jù)分組，會(huì)對(duì)每個(gè)分子進(jìn)行“商業(yè)打分”，比如該分子是不是可以買到，成本是便宜還是昂貴，具不具備快速量產(chǎn)可能?這樣可以幫助很多企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)做出判斷，避免大量人力、財(cái)力和時(shí)間投入的浪費(fèi)，“分子宇宙可以幫助企業(yè)更早地去篩選有價(jià)值、可行的新材料，并指出不具備商業(yè)價(jià)值的材料分子。”
需要指出的是，分子宇宙是不是真的像介紹的一樣，具有強(qiáng)大的推理、科學(xué)分析和篩選能力，將顛覆電池開發(fā)模式，而非“紙上談兵”?
據(jù)胡啟朝透露，SES AI已經(jīng)通過分子宇宙找到了一個(gè)全新的電解液添加劑，該添加劑可以提高NCM811正極和硅含量15%負(fù)極的電池循環(huán)性能，新材料已經(jīng)通過驗(yàn)證，“這是通過分子宇宙產(chǎn)生出的一個(gè)全新的顛覆性材料，我們計(jì)劃本月中旬申請(qǐng)專利。”
值得一提的是，基于分子宇宙發(fā)現(xiàn)的全新材料分子，發(fā)現(xiàn)者都可以申請(qǐng)相關(guān)專利。
除了SES AI公司自身，胡啟朝介紹，目前也有用戶通過分子宇宙，找到了一種可以抑制高硅膨脹的添加劑，這種添加劑既可以控制硅膨脹，還不會(huì)產(chǎn)氣，“客戶計(jì)劃將這種材料應(yīng)用到高鎳、高硅圓柱21700電芯體系，產(chǎn)品未來將應(yīng)用到機(jī)器人領(lǐng)域。”
另外，分子宇宙也已經(jīng)在高能量密度鋰金屬電池、硅負(fù)極材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)具體突破，“通過分子宇宙，已經(jīng)找到適合鋰金屬電池全新的溶劑，以提升該電池的性能和量產(chǎn)難題。”
現(xiàn)階段，對(duì)全固態(tài)電池研發(fā)的難點(diǎn)之一，就在于如何開發(fā)出穩(wěn)定的電化學(xué)材料體系。日本豐田擁有全球最多的固態(tài)電池領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)，過去30多年其已嘗試了將許多種電解質(zhì)應(yīng)用到電池中，但至今未成功實(shí)現(xiàn)一款全固態(tài)產(chǎn)品量產(chǎn)。值得一提的是，分子宇宙也將加快全固態(tài)電池的開發(fā)進(jìn)程。
目前固態(tài)電池存在很大的一個(gè)問題，就是它的導(dǎo)電性能比較差，固態(tài)電解質(zhì)與正極、負(fù)極的固固界面?zhèn)鲗?dǎo)較差，進(jìn)而帶來了很多生產(chǎn)工藝的挑戰(zhàn)。胡啟朝認(rèn)為，分子宇宙將加快高導(dǎo)電率固態(tài)電解質(zhì)材料的發(fā)現(xiàn)，找出高導(dǎo)電率的新材料，固固界面以及量產(chǎn)工藝問題也將隨之解決。
04
持續(xù)迭代
為電池材料創(chuàng)新引入各種“奇跡”
今年4月底，分子宇宙發(fā)布了MU-0版本，僅過了兩個(gè)月時(shí)間，SES AI就發(fā)布了MU-0.5版本，引入具備“代理智能能力”的Deep Space，可幫助用戶顯著減少試錯(cuò)時(shí)間，更精準(zhǔn)地匹配用戶需求。
SES AI稱，Deep Space專為嚴(yán)謹(jǐn)且聚焦的深入研究而設(shè)計(jì)，適用于那些不僅追求好奇心解答，更希望真正開發(fā)商業(yè)化產(chǎn)品的用戶。用戶可選擇常規(guī)的Ask模式或Deep Space模式。常規(guī)Ask查詢通常在30秒內(nèi)返回結(jié)果，而Deep Space的查詢時(shí)間通常超過5分鐘，有時(shí)甚至長達(dá)20分鐘。
據(jù)SES AI介紹，分子宇宙將保持每兩個(gè)月左右升級(jí)0.5版本，每五個(gè)月推出新一代版本的頻率迭代。
按照規(guī)劃，SES AI將于今年9月推出MU-1.0版本。屆時(shí)，分子宇宙MU-1.0可把材料分子與電池性能直接關(guān)聯(lián)。
胡啟朝表示，分子宇宙每一個(gè)版本都會(huì)有一些新的功能，SES AI將持續(xù)擴(kuò)充高質(zhì)量數(shù)據(jù)、優(yōu)惠訓(xùn)練模型和算法，縮短電池新材料開發(fā)和驗(yàn)證時(shí)間。
對(duì)于本地化部署分子宇宙模型的客戶，SES AI將會(huì)提供更快、更精準(zhǔn)，并可根據(jù)客戶不同維度需求的更新迭代。
分子宇宙可以提供從材料到電池，再到應(yīng)用場景的分子篩選推薦，同時(shí)也具有從需求倒推挖掘新分子的能力，是一個(gè)“雙向”的智能體。
實(shí)際上，近年來隨著人工智能的快速發(fā)展，不少電池企業(yè)正在構(gòu)建數(shù)字模擬、仿真的研發(fā)體系，電池設(shè)計(jì)也從第一代的經(jīng)驗(yàn)積累和試錯(cuò)，進(jìn)入到第二代的仿真驅(qū)動(dòng)。
據(jù)介紹，目前仿真物理模型都有一個(gè)痛點(diǎn)，就是每個(gè)材料的特性需要都是已知的，根據(jù)已知材料，仿真出產(chǎn)品性能表現(xiàn)。如果給仿真模型一個(gè)未知材料，它是不能準(zhǔn)確地仿真出可靠性結(jié)果的。
隨著AI的加速到來，電池設(shè)計(jì)將從仿真驅(qū)動(dòng)，向第三代基于AI的電池智能設(shè)計(jì)技術(shù)方向發(fā)展，可以看到分子宇宙也正在扮演這種角色。
今年以來，以eVTOL為核心的低空?qǐng)鼍埃约皺C(jī)器人場景快速爆發(fā)，對(duì)動(dòng)力電池開發(fā)和創(chuàng)新提出了許多新的需求。
據(jù)了解，自今年4 月底 “分子宇宙” 模型發(fā)布以來，目前已有國內(nèi)外數(shù)十家電池及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)正在應(yīng)用該模型。未來，隨著更多企業(yè)的持續(xù)加入，“分子宇宙”的訓(xùn)練、推理及自學(xué)習(xí)能力將不斷強(qiáng)化升級(jí)。這不僅將推動(dòng)適配低空、機(jī)器人等新興場景的全新電池加速研發(fā)，也將助力全固態(tài)電池等下一代電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程早日到來。
附：分子宇宙MU-0.5版本功能示范
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