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预测固体电解质界面的原子模拟软件
本技术提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案,即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构,建立新一代SEI模型,阐明SEI结构和形成机制,完整构建SEI与电池性能之间的内在联系,定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方,为开发新一代高能量密度电池提供可能。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 随着智能手机、笔记本电脑等消费电子产品的快速发展,锂离子电池(Lithium Ion Battery, 简写为LIB)已经成为最成功的电化学储能设备之一,并从根本上影响并改变了人们的日常生活方式。随着制造工艺的逐步成熟,LIB的能量密度已经接近其理论极限。另一方面,可移动电子设备的快速普及和汽车电动化的蓬勃发展也不断要求开发具有更高能量密度的充电电池以满足实际使用的需求,而最先进的LIB依然无法完全满足上述需求。因此,寻找更高能量比的锂电池电极材料,加快下一代新型锂电池关键技术的相关研究,已成为制约锂电池技术产业发展进步的关键问题。锂金属电池的能量密度虽足以达到下一代电动车的要求,但其自身的稳定性仍令人担忧,这主要是因为Li金属的反应活性过高,其几乎可与所有的电解液均能自发地发生化学反应。在电池的运行过程中,Li电极和电解液之间通过自发化学反应和电化学反应导致了固体电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)的形成。当所形成的SEI结构不均匀时会诱发电池体积膨胀,此外,充放电过程中锂的不均匀沉积会导致锂枝晶的形成,锂枝晶的不规则生长会刺穿SEI,导致SEI膜发生破裂,并产生死锂,降低锂金属电池库伦效率;更严重的是,锂枝晶的不断生长会刺穿隔膜,造成电池内部的短路,导致火灾和爆炸等安全事故,大大缩短了电池的使用寿命,严重阻碍了其大规模商业化发展。因此,SEI对LMB的性能具有至关重要的影响。良好且稳定的SEI可以阻止(或者大幅度减缓)负极界面上反应的持续发生,起到保护Li电极的作用。针对下一代高稳定性锂金属电池设计中存在的关键问题,结合国际研究进展与本团队前期研究基础,我们提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案,即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构,建立新一代SEI模型,阐明SEI结构和形成机制,完整构建SEI与电池性能之间的内在联系,定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方,为开发新一代高能量密度电池提供可能。本方案已形成完整的工作流,相关自动化软件已开发完成并交付使用,且具有完全的自主知识产权,可用于国内外上游电池生产研发企业积累原始电池性能数据,大范围筛选有效电解液组分,指导下一代高能量密度锂电池研制。 我们的技术优势与创新主要表现在: 1)首次在电池体系中实现了QM与MM的混合模拟与混合加速; 2)在电池体系模拟中实现了开放电子体系对电化学反应的热力学和动力学预测; 3)在保证精度的前提下,实现了在纳米尺度上对真实的实验SEI结构直接模拟; 4)通过耦合深度机器学习,实现了电解液组分大范围筛选与性能优化。
苏州大学 2022-08-15
新型冠状病毒传播建模预测和模拟推演平台
南方科技大学科研部、工学院、计算机科学与工程系(下简称“计算机系”)和南方科技大学-东京大学超智慧城市联合研究中心紧急组织科研力量,成立“新型冠状病毒传播建模预测项目组”,由计算机系副教授宋轩担任负责人,迅速启动针对新型冠状病毒传播感染的“大数据分析和AI建模推演平台”研发工作。该平台是一个针对新型冠状病毒传播的大数据分析和AI建模平台(如图1),
南方科技大学 2021-04-14
预测微生物学建模技术及应用
以肉类食品为主要基质,构建了单增李斯特菌、肠炎沙门氏菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌、气单胞菌、生孢梭菌等主要致病菌或条件致病菌或研究替代菌的生长、残存、失活、损伤、修复等状态以及低温、酸化、渗透压、气调包装等环境条件下的动力学和概率模型,特别是通过生长模型探讨了在货架期预测方面的应用可能性,设计了电子 TTI 结构模式,并对冷冻损伤型的气单胞菌建立了适用的失活模型,初步探讨其冷冻损伤和修复机制,另外完善了两菌竞争拮抗建模理论(单增李斯特菌与植物乳杆菌、肠炎沙门氏菌与铜绿假单胞菌),构建了新型防腐剂
上海理工大学 2021-01-12
重要建筑地震经济损失精细化预测技术
本技术是一种构件级别的建筑地震经济损失精细化评估方法,具体包括 3 个模块:构件震害评估模块、损失评估模块和可视化模块,构件震害评估模块用于根据建筑信息模型(building information model,BIM)和易损性数据库评估每个构件的震害;损失评估模块用于根据 BIM、易损性数据库和修复标准库计算每个构件及建筑整体的地震经济损失;可视化模块用于建筑震害和损失的三维可视化展示。本技术可以将损失评估精确到构件,而且提供具体的构件损失分布,为建筑投保、地震修复策略、防灾设计等提供重要参考。
北京科技大学 2021-04-13
一种智能物流系统预测性调度优化方法
本发明提出一种智能物流系统预测性调度优化方法及系统,具体包括:实时采集智能物流系统内设备的运行状态数据,对运行状态数据进行预处理,并划分训练集和测试集;对预处理后的运行状态数据进行时域分析,从中提取关键故障特征,对设备进行健康状态评估;建立预测性调度模型,基于得到的健康状态评估结果进行调度策略切换,并对生产物流调度方案进行多目标优化;采用三维建模技术进行可视化管理,并结合虚拟仿真进行调度优化验证。本发明所提出的方法,能够有效应对动态物流环境中的设备故障等问题,优化物流调度性能,减少配送延误,并提高物流系统的整体效率与资源利用率,实现高智能化、高效生产物流调度。
南京工业大学 2021-01-12
一种生物溶液浓度的光谱传感测试方法
本发明涉及一种生物溶液浓度的光谱传感测试方法,依据了包层介质的光学响应遵循的物理学因果性原理,根据因果性原理,包层折射率的实部
上海理工大学 2021-05-04
一种植被多/高光谱成像装置
一种植被多高光谱成像装置,其特征在于它包括一滤色片壳体、一光学镜头、一成像单元、放置在所述滤色片壳体中的滤色片、一滤色片更换装置、一计算机和一电源其中,所述滤色片壳体、光学镜头和成像单元顺序排列,且各中心同轴所述光学镜头与成像单元固连,且所述成像单元位于所述光学镜头的成像面上所述滤色片更换装置的控制端电连接所述计算机,所述成像单元与计算机进行数据及控制信号通信所述电源为各用电设备供电。
北京大学 2021-02-01
固体样品漫反射光谱测试载样加热装置
本实用新型公开了一种固体样品漫反射光谱测试载样加热装置,涉及漫反射光谱测试仪器领域,包括石英载样片、加热片、调压器,所述石英载样片的一面设有载样凹槽,所述加热片固定在所述石英载样片的另一面,所述加热片通过导线连接所述调压器。本实用新型的优点在于:可以实现在固体样品漫反射光谱测试时进行温度控制,测试结束后可以回收样品。
安徽建筑大学 2021-01-12
光谱选择性智能调控节能电致变色玻璃
电致变色是指材料的光学(紫外、可见、红外)属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色材料是一种新型功能材料,在信息、电子、能源、建筑以及国防等方面都有广泛的用途。电致变色器件就是利用物质的电致变色效应,以电致变色层为基础,辅以其它相关层和结构而构成的器件。其具有视角宽、驱动电压低、微能耗、具有记忆功能等独特优点。应用前景a) 智能化节能窗 电致变色智能节能窗在电场作用下具有光吸收透过的可调节性,可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散,减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源。节能效率可达30%以上。同时起到改善自然光照程度、防窥的目的。解决现代不断恶化的城市光污染问题,是节能建筑材料的一个发展方向。电致变色智能节能窗被认为是最有发展前景的新一代节能窗户产品的代表(其他还有热致变色、光致变色等智能化材料与器件)。b) 智能化多频谱隐身 电致变色器件用于飞行器某特殊部位可实现多功能隐身一体化:雷达隐身功能、红外隐身功能、防紫外功能、抗静电功能、防冰除冰除霜、减少眩光功能、红外阻隔功能、雷达屏蔽功能、自清洁功能、提高座舱舒适度、视觉调节功能、太阳光透射调节功能。在地面装备中可实现可见光、近红外、中远红外等多频谱智能化隐身。可以制成依据周边环境调节自身表面的色彩和红外辐射强度(红外发射率)的变色龙型隐身衣或者斗篷。c) 航天器智能热控 根据需要调节太阳光的吸收和反射以及飞行器表面的红外热辐射(红外发射率),从而智能化调控空天飞行器的温度,同时可实现空天飞行器的智能化红外隐身。d) 其他应用前景 电致变色材料具有双稳态的性能,用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯,而且显示静态图象后,只要显示内容不变化,就不会耗电,达到节能的目的。电致变色显示器与其它显示器相比具有无视盲角、对比度高等优点。 用电致变色材料制备的自动防眩目后视镜,可以通过电子感应系统,根据外来光的强度调节反射光的强度,达到防眩目的作用,使驾驶更加安全。
北京航空航天大学 2021-04-13
高分辨率系列拉曼光谱仪
高分辨率系列拉曼光谱仪包括手持式拉曼光谱仪、便携式拉曼光谱仪、显微拉曼光谱仪。手持式拉曼光谱仪有专用于药品等原材料真伪鉴别的手持式拉曼真伪鉴别仪、专用于危险化学品、毒品等违禁物检测的手持式拉曼安检仪。便携式拉曼光谱仪与显微拉曼光谱仪采用了模块化设计,包含多种激发波长与光谱分辨率的多种型号。这些拉曼光谱仪能够广泛用于药物成份分析、农作物农药残留检测、宝石的鉴定与识别、原辅料的鉴定及判别、细胞/病毒检测、生命科学、材料科学研究等领域。
上海理工大学 2023-05-15
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