Unraveling the Complexity of Divalent Hydride Electrolytes in Solid‐State Batteries via a Data‐Driven Framework with Large Language Model

元动力学 氢化物 计算机科学 离子键合 从头算 化学 纳米技术 材料科学 离子 计算化学 分子动力学 有机化学
作者
Qian Wang,Fangling Yang,Yuhang Wang,Di Zhang,Ryuhei Sato,Linda Zhang,Eric Jianfeng Cheng,Yigang Yan,Yungui Chen,Kazuaki Kisu,Shin‐ichi Orimo,Hao Li
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (25): e202506573-e202506573 被引量:12
标识
DOI:10.1002/anie.202506573
摘要

Abstract Solid‐state electrolytes (SSEs) are essential for next‐generation energy storage technologies. However, the exploration of divalent hydrides is hindered by complex ionic migration mechanisms and reliance on “trial‐and‐error” methodologies. Conventional approaches, which focus on individual materials and predefined pathways, remain inefficient. Herein, we present a data‐driven artificial intelligence framework that integrates a comprehensive SSE database with large language models and ab initio metadynamics (MetaD) simulations to accelerate the discovery of hydride SSEs. Our study reveals that hydrides incorporating neutral molecules have great potential, with MetaD revealing novel “two‐step” ion migration mechanisms. Predictive models developed using both experimental and computational data accurately forecast ionic migration activation energies for various types of hydride SSEs. In particular, some SSEs with carbon‐containing neutral molecules exhibit notably low activation energy, with barriers as low as 0.62 eV. This framework enables the rapid identification of optimized SSE candidates and establishes a transformative tool for advancing sustainable energy storage technologies.
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