8月18日消息,arXiv网站公布的一篇新预印本论文(编号2608.16364,物理化学类)为锂电池电解质分子设计建立了可解释的定量框架。该研究由夏逸风、王光辉、顾强强等作者完成。

电解质分子设计需在电子稳定性与合适的锂离子溶剂化之间取得平衡,但这一平衡的化学结构基础在多样化分子间仍不清晰。研究团队在不预设官能团偏好与骨架约束的条件下,用电子-溶剂化联合描述符对近10亿个GDB13分子进行了高通量筛选。

结果表明,在广泛权重范围内,高排名分子群分离出两种机制:腈类主导机制腈-醚共存机制。二者共同定义出以腈为中心、醚为辅助的"基元层级":腈基在宽泛权重范围内始终占优,而醚基在更强静电与极性约束下变得突出。将该层级编码进生成模型后,候选空间突破GDB13边界,且在无显式氟化奖励的条件下产出了高评分氟化分子。

显式溶剂分子动力学模拟显示,代表性候选分子以弱、可交换的配位方式参与锂离子第一溶剂化壳层而不取代碳酸乙烯酯的主导地位,对离子缔合与输运的影响取决于分子结构与浓度。该工作的价值在于把业内熟知的腈、醚化学系统化为物理有据的分子设计语言,为锂电电解质从"试错筛选"走向"规则驱动设计"提供了范式。 (来源:arXiv)