近期，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員劉建軍團(tuán)隊(duì)從電池材料中電化學(xué)反應(yīng)焓變對(duì)可變參數(shù)(如電荷轉(zhuǎn)移數(shù)、離子遷移反應(yīng)坐標(biāo)、副反應(yīng)焓變等)微分的電化學(xué)活性計(jì)算模型出發(fā)，構(gòu)建了多尺度方法和機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合的計(jì)算電化學(xué)方法，并確定了電化學(xué)性能計(jì)算的邊界條件。利用這種計(jì)算電化學(xué)方法，可以實(shí)現(xiàn)電池材料能量密度與倍率性能有效預(yù)測(cè)，并能通過與機(jī)器學(xué)習(xí)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電池循環(huán)性能的有效預(yù)測(cè)。相關(guān)工作發(fā)表在WIREs Computational Molecular Science上。

固體電解質(zhì)是全固態(tài)電池的重要組成，需要滿足高離子電導(dǎo)率與電化學(xué)穩(wěn)定性。研究團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算電化學(xué)方法，首次發(fā)現(xiàn)一種陽離子與陰離子互為五配位多面體堆積的材料Li3NbO4。與傳統(tǒng)晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)四配位與六配位不同，該[LiO5]與[NbO5]五配位結(jié)構(gòu)，拓寬了Li+離子的遷移通道，具有低的離子遷移勢(shì)壘(0.39V)與高的離子電導(dǎo)率(3.3×10-2S/cm)，電化學(xué)窗口達(dá)到了4.38V。相關(guān)工作發(fā)表在ACS Energy Letters上。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年基金項(xiàng)目和上海市科委等的支持。

論文鏈接：1、2

圖1.電化學(xué)性質(zhì)計(jì)算方法的本質(zhì)是在多尺度上求解能量對(duì)不同變量參數(shù)的微分

圖2.(a)五配位Li3NbO4的晶體結(jié)構(gòu);(b)鋰離子的遷移通道