☞☞☞AI 智能聊天, 问答助手, AI 智能搜索, 免费无限量使用 DeepSeek R1 模型☜☜☜

编辑 | KX

锂离子电池（LIB）在电子产品领域占据主导地位，但锂资源稀缺且价格高昂。钠离子电池（SIB）因其钠资源丰富、成本低廉、安全性高等优势，有望成为LIB的理想替代品。其中，钠过渡金属层状氧化物（NaMeO2）作为SIB正极材料，展现出优异的能量密度和容量潜力。

然而，多元素层状氧化物的成分组合数量巨大，寻找最佳成分组合是一项复杂且耗时的任务。即使是微小的成分变化，也会显著影响材料的晶体结构及电池性能。

东京理科大学（TUS）和名古屋工业大学的研究团队近期利用机器学习技术，简化了最佳钠离子电池材料的筛选过程。

研究人员利用实验数据训练机器学习模型，预测高能量密度钠离子电池过渡金属层状氧化物的最佳成分。该模型预测了一种新型四元Na[Ni,Mn,Fe,Ti]O2材料，并成功合成了Na[Mn_0.36Ni_0.44Ti_0.15Fe_0.05]O₂，其能量密度高达549 Wh/kg，与模型预测结果高度吻合。该研究成果已发表于《Journal of Materials Chemistry A》。

论文链接：*https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ta/d4ta04809a*

钠离子电池：锂离子电池的潜在替代者

尽管LIB因其高能量密度而备受推崇，但锂资源储量有限且分布不均。因此，成本低廉且储量丰富的钠离子电池备受关注，有望成为下一代电池技术。

含钠过渡金属层状氧化物作为SIB正极材料的研究始于20世纪70年代，其晶体结构受合成条件和钠含量影响显著，主要结构形式为O3型和P2型。其中，O3型结构因其高钠含量而成为高容量钠离子全电池的关键材料。

材料成分对电化学性能的影响至关重要。过渡金属种类及比例直接影响材料的形貌、容量、循环性能和倍率性能。因此，成分优化成为钠层状氧化物研究的重点。针对多元素层状氧化物海量的潜在成分组合，高效的成分优化方法对于开发高能量密度、长循环寿命的正极材料至关重要。

AI赋能：加速钠离子电池材料研发

研究团队构建了一个包含100个O3型钠半电池样品（68种不同成分）的数据库，这些数据由东京理科大学Komaba团队历时11年积累。该数据库包含NaMeO2样品的成分信息（Me代表过渡金属，如Mn、Ti、Zn、Ni、Fe、Sn等），以及充放电测试数据（电压范围、初始放电容量、平均放电电压和20次循环后的容量保持率）。

研究人员利用该数据库训练了一个机器学习模型，该模型结合了多种机器学习算法和贝叶斯优化技术，旨在揭示材料特性（工作电压、容量保持率、能量密度等）与NaMeO2层状氧化物成分之间的关联，并预测最佳元素比例组合。

千鹿Pr助手

智能Pr插件，融入众多AI功能和海量素材

128 查看详情

图示：机器学习辅助钠离子电池NaMeO2正极材料探索流程。(a) 实验数据集；(b) 机器学习模型构建；(c) 有前景组合物探索；(d) 实验验证。(来源：论文)

多目标优化搜索算法最终筛选出205种有潜力的组合物，其正极能量密度分布在535-563 Wh/kg之间，容量保持率在92.3-93.7%之间。高能量密度组合物富含镍（约40%），而高容量保持率组合物富含锰（约60%）。研究人员选择预测能量密度最高的组合物NaMn_0.3413Ni_0.4488Ti_0.1648Fe_0.04512O₂(MNTF)进行实验验证。

图示：(a) 训练数据库的电化学特性与MNTF的测量电化学特性比较；(b) 搜索结果扩展显示；(c) 205种有前景组合物的分布图，根据电化学特性分为四组，每组由一个代表性组合物代表。(来源：论文)

实验结果显示，模型预测的Na[Mn_0.36Ni_0.44Ti_0.15Fe_0.05]O₂具有最高的能量密度。为验证模型的准确性，研究团队合成了该材料并进行了充放电测试。

图示：(a) MNTF的SXRD数据Rietveld分析；(b) MNTF//Na电池的恒流充放电曲线。(来源：论文)

恒流充放电测试结果显示，MNTF的首次放电容量为169 mA h/g，平均放电电压为3.22 V，与预测值（172 mA h/g和3.27 V）基本一致。然而，20次循环后的容量保持率为83.0%，低于预测值（92.3%）。这种容量衰减可能与充放电过程中的相变和颗粒破碎有关。因此，未来的模型需要考虑结构变化和颗粒形貌的影响，以提高预测精度。

MNTF的能量密度在2.0-4.2 V电压范围内显著高于以往报道的O3型NaMeO2材料，证明了该方法的有效性。

Komaba教授总结道，该方法可以有效筛选潜在候选材料，并可扩展至更复杂的材料体系，例如五元过渡金属氧化物。

机器学习：加速材料科学创新

机器学习在材料科学领域的应用日益广泛，它可以显著减少新材料筛选所需的时间和实验次数。该研究为下一代电池的开发提供了新的思路，并有望推动整个能源存储技术的进步。 其应用价值更远不止于电池领域，为其他材料开发提供了范例，有望加速整个材料科学领域的创新步伐。

参考内容：https://www.php.cn/link/60ad0ddf6788af6c96d80d44f0f0ccf5

以上就是发现高能钠离子电池成分，机器学习简化最佳材料搜索过程的详细内容，更多请关注其它相关文章！

# ai  # 乐清网站seo优化  # 宁波seo关键词公司  # 凌源网站收费推广  # 石嘴山外文网站推广  # 也会  # 小鹏  # 锂离子电池  # 官网  # 至关重要  # 名古屋  # 东京  # 成了  # 因其  # 充放电  # 理论  # 促销活动的营销推广  # 服装营销推广方案swot分析  # 河北抖音seo  # 网站全网营销推广  # 探意网站推广诚信服务  # 金华网站优化如何做推广 

相关栏目： 【 行业资讯67740 】 【 技术百科0 】 【 网络运营39195 】

相关推荐： j*a对数组怎么使用  单片机面包板怎么插  交管12123协议头不完整是啥意思  typescript学多久可以学会  typescript怎么传json  如何用dos命令启动u盘  汽车的type-c接口是什么  复制 命令如何撤销  点焊机接触器上power是什么意思  三星固态硬盘如何安装  怎么关360壁纸广告  为什么都用typescript  type-c接口接地是什么意思  typescript怎么使用map  电动车eco和power是什么意思  春运辅助抢票怎么抢  element ui的好处  如何自己加装固态硬盘  linux如何跳回命令行界面  type-c输入接口是什么  广东春运几点抢票  单片机学习视频怎么调色  空调主板单片机怎么拆开  得物怎样不扣手续费 如何通过得物不支付手续费  折叠屏有哪些手机  如何使用命令行界面  新买的固态硬盘如何查  华为交换机 配置 如何复制命令行  苹果电脑如何输入命令  折叠屏手机选择哪个好  对应市盈率是30X是什么意思  新装固态硬盘如何安装  如何修改cad命令  新版路由器如何设置路由命令  迅达热水器显示power是什么意思  市盈率当中17A 18E是什么意思  如何提高固态硬盘速度  春运抢票最快几天能成功  征信信用不好如何恢复 征信信用不好如何恢复指南  单片机显存怎么设置最佳  typescript是做什么用的  win7旗舰版wifi怎么打开  wps中datediff函数怎么用 WPS中DATEDIFF函数的语法和用法分享  如何卸载typescript  为什么选择typescript  8800日元等于多少人民币  j*a数组怎么放字符  固态硬盘如何接主机  mac如何使用vi命令行  命令指示符如何打开盘符