AutoDrude框架实现聚合物电解质极化力场端到端学习:仅1.2倍成本复现实验离子电导率
MIT Rafael Gomez-Bombarelli团队在arXiv发布AutoDrude,一个从DFT能量、力与偶极直接参数化可极化Drude力场的可微分框架,无需经验调参、模拟成本仅为固定电荷力场的1.20倍;在PEO-LiTFSI固态聚合物电解质体系上,硬约束模型以17%的平均绝对百分比误差复现实验离子电导率,与最佳经验电荷缩放模型(16%)相当。
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MIT Rafael Gomez-Bombarelli团队在arXiv发布AutoDrude,一个从DFT能量、力与偶极直接参数化可极化Drude力场的可微分框架,无需经验调参、模拟成本仅为固定电荷力场的1.20倍;在PEO-LiTFSI固态聚合物电解质体系上,硬约束模型以17%的平均绝对百分比误差复现实验离子电导率,与最佳经验电荷缩放模型(16%)相当。
Liyao Lyu向arXiv提交论文(10月8日),构建保持空间对称性、热力学可积性与Noether恒等式的神经密度泛函,用于非均匀聚合物电解质的离子关联描述。仅以平面分子动力学数据训练,即可预测更大区域与二维外场下的离子结构,精度优于三种同类架构且训练量仅为其四分之一。
8月26日消息,美国Anthro Energy已在路易斯维尔动工建设电池电解液制造厂,计划2027年底实现新型聚合物电解质商业化量产,年产能约1.2万吨,可支撑最高25GWh锂离子电池生产,号称首个美国自主拥有并运营的同类工厂。项目获2490万美元两党基础设施法案拨款及1840万美元IRA 48C投资税收抵免,技术基于其Proteus相变聚合物电解质平台,瞄准储能、电子、出行、机器人和国防应用。
研究团队通过机器学习在高通量DFT计算的约10000种溶剂数据集上建立通用筛选准则,将电子性质(HOMO/LUMO)与宏观性质(介电常数/偶极矩/极化率)关联,筛选出N-甲氧基-N-甲基-2,2,2-三氟乙酰胺作为固态聚合物电解质最优残留溶剂。实验验证获得4.5V电化学窗口、5.5×10⁻⁴ S/cm离子电导率和0.78 Li⁺迁移数。
橡树岭国家实验室通过在聚合物骨架上精确接枝80%两性离子功能基团,实现室温离子传导率可比肩最佳陶瓷电解质,聚合物电解质首次兼具高离子传导与加工柔性,成果发表于Materials Today,可应用于固态电池、液流电池和燃料电池。