First-principles materials simulation and design for alkali and alkaline metal ion batteries accelerated by machine learning

文献情報

出版日 2021-09-10
DOI 10.1039/D1CP02963K
インパクトファクター 3.676
著者

Lujie Jin, Yujin Ji, Hongshuai Wang, Lifeng Ding


原文を見る

要旨

The challenge of regeneration of batteries requires a performance improvement in the alkali/alkaline metal ion battery (AMIB) materials, whereas the traditional research paradigm fully based on experiments and theoretical simulations needs massive research and development investment. During the last decade, machine learning (ML) has made breakthroughs in many complex disciplines, which testifies to their high processing speed and ability to capture relationships. Inspired by these achievements, ML has also been introduced to bring a new paradigm for shortening the development of AMIB materials. In this Perspective, the focus will be on how this new ML technology solves the key problems of redox potentials, ionic conductivity and stability parameters in first-principles materials’ simulation and design for AMIBs. It is found that ML not only accelerates the property prediction, but also gives physicochemical insights into AMIB materials’ design. In addition, the final part of this paper summarizes current achievements and looks forward to the progress of a novel paradigm in direct/inverse design with the increasing number of databases, skills, and ML technologies for AMIBs.

関連文献

Enhanced catalytic and supercapacitor activities of DNA encapsulated β-MnO2 nanomaterials

Sivasankara Rao Ede, Ananthakumar Ramadoss, S. Anantharaj, U. Nithiyanantham, Subrata Kundu

2014-09-09 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02884H

Ab initio and semi-empirical Molecular Dynamics simulations of chemical reactions in isolated molecules and in clusters

D. Shemesh, M. E. Varner, J. Kalinowski, B. Hirshberg

2014-02-10 Perspective

DOI: 10.1039/C3CP55239J

Migration of Mn cations in delithiated lithium manganese oxides

Yuan Hu, Chi-Kai Lin, Yang Ren, Yang-Kook Sun, Zonghai Chen

2014-08-04 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02795G

Microsecond molecular dynamics simulation of guanidinium chloride induced unfolding of ubiquitin

Manoj Mandal, Chaitali Mukhopadhyay

2014-08-21 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01657B

Porphyrin-based sensor nanoarchitectonics in diverse physical detection modes

Shinsuke Ishihara, Jan Labuta, Wim Van Rossom, Kosuke Minami

2014-02-24 Perspective

DOI: 10.1039/C3CP55431G

Theoretical investigation on structural and electronic properties of organic dye C258 on TiO2(101) surface in dye-sensitized solar cells

Ping-Ping Sun, Quan-Song Li, Li-Na Yang, Zhu-Zhu Sun, Ze-Sheng Li

2014-08-26 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02951H

Complex refractive indices in the near-ultraviolet spectral region of biogenic secondary organic aerosol aged with ammonia

J. M. Flores, G. Adler, H. J. Lee, L. Segev, J. Laskin, A. Laskin, S. A. Nizkorodov, S. S. Brown, Y. Rudich

2014-04-10 Paper

DOI: 10.1039/C4CP01009D

Optimization of thermoelectric efficiency in SnTe: the case for the light band

Zachary M. Gibbs, Heng Wang, Yemao Han, Caini Xin, Laifeng Li

2014-08-14 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02091J

Dye-sensitized solar cell from polyaniline–ZnS nanotubes and its characterization through impedance spectroscopy

Arnab Shit, Shreyam Chatterjee, Arun K. Nandi

2014-07-29 Paper

DOI: 10.1039/C4CP02175D

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸とは何ですか?

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸は、CAS番号849818-58-2の化合物です。これは6位に三氟甲基が置換された2-quinolinecarboxylic酸と呼ばれ...

849818-58-26-(Trifluoromethyl)-...
化合物よくある質問

tert-butyl 4-ヒドロキシ-4-メチルázepane-1-カーボキセイランを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

この化合物の廃棄物は、適切な容器で密封し、避光し、低温かつ乾燥した環境で保管してください。処理には専門の廃棄処理会社のサービスを活用するか、地元の環境保護法に従...

878631-04-02-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

TIPAを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

TIPAは揮発性が低く、毒性は低いですが、操作中の注意が必要です。PPE(個人防護具)を着用し、ドラフトチャンバー内で取り扱い、漏洩した場合は即座にSDS(安全...

化合物よくある質問

間三氟甲基苯乙酸甲酯の主な用途は何ですか?

間三氟甲基苯乙酸甲酯は主に合成化学において使用され、薬物合成の前駆体として利用されます。

62451-84-7Methyl 2-(3-(trifluo...
化合物よくある質問

3-甲硫基苯硼酸频呐酯とは何ですか?

3-甲硫基苯硼酸频呐酯は、CAS番号710348-63-3の化合物で、化学式はC14H19BO2Sです。これは2-[3-(メチルサルファニル)フェニル]-4,4...

710348-63-34,4,5,5-Tetramethyl-...
化合物よくある質問

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ですか?

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ではありません。吸入、皮膚接触、目接触は避けてください。稀な過剰反応やアレルギー反応がある可能性があります。適...

105669-53-2N-[2-(Dimethylamino)...
化合物よくある質問

甲基丙烯酸甲瓦龙酸内酯とは何ですか?

CAS番号177080-66-9の化合物、4-メチル-2-オキトテトラヒドロ-2H-ピラノ-4-イルメタクリレートは、甲基丙烯酸の一種です。この化合物は透明な液...

177080-66-94-Methyl-2-oxotetrah...
化合物よくある質問

2-メチルフェンチアルデヒドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-メチルフェンチアルデヒドは易燃物質であり、火気の使用や高温に注意が必要です。PPE(個人保護具)として、ゴーグルや手袋を使用し、ドラフトチャンバーを使用して...

51234-09-42-Methylveratraldehy...
化合物よくある質問

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶はどの業界で使用されていますか?

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶は医薬品産業で広く使用されており、抗真菌薬や抗ウイルス薬の前駆体として機能します。また、高次元材料やセンサー技術の分野でも応用されて...

6693-08-92,4,6-Trichloro-5-fl...
化合物よくある質問

(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸とは何ですか?

CAS番号57084-73-8の(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸は、特定の構造を持つ無機化合物で、主に医薬品や...

57084-73-8(S)-2-((tert-Butoxyc...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。