Differentiable modeling and optimization of non-aqueous Li-based battery electrolyte solutions using geometric deep learning

可微函数 电解质 水溶液 电池(电) 计算机科学 人工智能 生物系统 材料科学 化学工程 化学 热力学 物理 数学 数学分析 工程类 物理化学 电极 生物 功率(物理)
作者
Shang Zhu,Bharath Ramsundar,Emil Annevelink,Hongyi Lin,Adarsh Dave,Pin-Wen Guan,Kevin L. Gering,Venkatasubramanian Viswanathan
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 8649-8649 被引量:20
标识
DOI:10.1038/s41467-024-51653-7
摘要

Electrolytes play a critical role in designing next-generation battery systems, by allowing efficient ion transfer, preventing charge transfer, and stabilizing electrode-electrolyte interfaces. In this work, we develop a differentiable geometric deep learning (GDL) model for chemical mixtures, DiffMix, which is applied in guiding robotic experimentation and optimization towards fast-charging battery electrolytes. In particular, we extend mixture thermodynamic and transport laws by creating GDL-learnable physical coefficients. We evaluate our model with mixture thermodynamics and ion transport properties, where we show improved prediction accuracy and model robustness of DiffMix than its purely data-driven variants. Furthermore, with a robotic experimentation setup, Clio, we improve ionic conductivity of electrolytes by over 18.8% within 10 experimental steps, via differentiable optimization built on DiffMix gradients. By combining GDL, mixture physics laws, and robotic experimentation, DiffMix expands the predictive modeling methods for chemical mixtures and enables efficient optimization in large chemical spaces.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Akim应助chenmeimei2012采纳,获得10
刚刚
1秒前
Aidan发布了新的文献求助10
1秒前
bkagyin应助Return采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
新xin发布了新的文献求助10
5秒前
asd2221发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
9秒前
墨兮发布了新的文献求助10
10秒前
星辰大海应助wyt1239012采纳,获得10
11秒前
拜了个拜发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
李爱国应助巴拉巴拉采纳,获得20
16秒前
16秒前
16秒前
小蚂蚁发布了新的文献求助20
17秒前
18秒前
天天快乐应助Andy采纳,获得10
19秒前
耍酷碧菡发布了新的文献求助10
19秒前
生动觅柔发布了新的文献求助10
20秒前
Return发布了新的文献求助10
20秒前
蓝天发布了新的文献求助10
21秒前
余漆完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7315688
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931712
关于积分的说明 18933073
捐赠科研通 6975793
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213933
关于科研通互助平台的介绍 2381874
邀请新用户注册赠送积分活动 2192518