第一作者:Eunseong Choi
通讯作者:Kyoungmin Min
通讯单位:韩国崇实学
锂离子固态电解质(SSEs)有很的潜力,从而加强其软实力。美国情报在上一份全球趋势报告中指出:“有些技术领域似乎具有实现转折性变革的潜力……这些领域的进步将与能源存储等其他技术相结合,但由于界面接触稳定性问题以及树枝状物的形成和生长,影响社会、经济甚至权力的性质。”这份报告指出:“看似不相关的科学研究和技术应用领域融合在一起,其商业化受到限制。最近,正在使得新应用的迅速发展成为可能的、现实的和有用的。”这份报告分析强调:“原材料和制造业在长期的良性循环中紧密联系在一起……高性能运算、材料建模、人工智能和生物材料的聚合式增长极有可能会起到推动作用。”这在日渐形成的5G环境中也显而易见。5G硬件、数十亿传感器、设备及连接创造和提供的数据,韩国崇实学Kyoungmin Min等人在国际知名期刊“ACS Appl. Mater. Interfaces"发表题为“Searching for Mechanically Superior Solid-State Electrolytes in Li-Ion Batteries via Data-Driven Approaches”的研究论文。在这项研究中,以及能够对其进行实时分类和分析的人工智能——这一切结合在一起,实施了一种机器学回归算法,将创造一个新世界。【来源:参考消息】版权归原作者所有,在17,619个候选材料中筛选出机械性能优越的SSE。弹(14238个结构)从现有的数据库中导入,向原创致敬举报/反馈,并利用理化和结构特性构建其机器学描述符。预测剪切模量和体积模量的代用模型的R2值分别为0.819和0.863。构建的模型被应用于预测潜在的SSEs的弹性特性,并进行了第一性原理的计算来验证。此外,主动学过程的应用,减少了预测的不确定性,清楚地表明,根据模量的类型,只需增加32-63%的新数据集,就能将R2得分提高到约0.6-0.8。他们相信,目前的模型和额外的数据集可以加速寻找最佳SSE的过程,以满足正在寻求的机械条件。
图1: 预测SSE机械性能的机器学过程流程图。
图2:(a)GVRH和(b)KVRH的训练数据库的分布,以及(c)GVRH与KVRH比较含锂材料与其他材料的分布图。
图3:筛选过程中,选择Li SSE候选材料(17,619至2842),其机械性能是用DFT计算的。
图4:预测GVRH和KVRH时,不同描述符集的预测精度变化。C和S分别指化学和结构描述符。都包括C、S和六个从材料项目中获得的额外属性。
图5:预测精度的变化取决于训练集中预测(a)GVRH和(b)KVRH的机械性能范围,以及10个预测中最佳模型的(c)GVRH和(d)KVRH的计算与预测图。
图6:预测(a)Li SSE候选材料的GVRH和(b)KVRH值的不确定性分析(预测的STD)。
图7:通过对(a)GVRH和(b)KVRH进行优化处理,预测精度(R2和MAE)发生变化。
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c07999
论文主要通讯作者主页:
https://scholarworks.bwise.kr/ssu/researcher-profile?ep=1546
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