論文の概要: Accurate Surface and Finite Temperature Bulk Properties of Lithium Metal
at Large Scales using Machine Learning Interaction Potentials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06925v1
- Date: Mon, 24 Apr 2023 20:09:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-14 20:48:44.998683
- Title: Accurate Surface and Finite Temperature Bulk Properties of Lithium Metal
at Large Scales using Machine Learning Interaction Potentials
- Title(参考訳): 機械学習相互作用電位を用いたリチウム金属の大規模表面および有限温度バルク特性
- Authors: Mgcini Keith Phuthi and Archie Mingze Yao and Simon Batzner and Albert
Musaelian and Boris Kozinsky and Ekin Dogus Cubuk and Venkatasubramanian
Viswanathan
- Abstract要約: 我々は,DFTデータに基づく機械学習インタラクションポテンシャル(MLIP)を,実験結果とab-initio結果の再現における最先端の精度に訓練する。
DFTを用いて, 熱力学特性, フォノンスペクトル, 弾性定数の温度依存性, および各種表面特性を正確に予測する。
我々は、ミラー指数面に対する自己吸着エネルギーと最小表面拡散障壁に関連するベル・エバンス・ポラニ関係が存在することを証明した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.457954280246286
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The properties of lithium metal are key parameters in the design of lithium
ion and lithium metal batteries. They are difficult to probe experimentally due
to the high reactivity and low melting point of lithium as well as the
microscopic scales at which lithium exists in batteries where it is found to
have enhanced strength, with implications for dendrite suppression strategies.
Computationally, there is a lack of empirical potentials that are consistently
quantitatively accurate across all properties and ab-initio calculations are
too costly. In this work, we train Machine Learning Interaction Potentials
(MLIPs) on Density Functional Theory (DFT) data to state-of-the-art accuracy in
reproducing experimental and ab-initio results across a wide range of
simulations at large length and time scales. We accurately predict
thermodynamic properties, phonon spectra, temperature dependence of elastic
constants and various surface properties inaccessible using DFT. We establish
that there exists a Bell-Evans-Polanyi relation correlating the self-adsorption
energy and the minimum surface diffusion barrier for high Miller index facets.
- Abstract(参考訳): リチウム金属の特性はリチウムイオンとリチウム金属電池の設計における重要なパラメータである。
リチウムの高反応性と融点の低いリチウムと、リチウムが強化された電池に存在している顕微鏡スケールにより、デンドライト抑制戦略に影響を及ぼすため、実験的に探究することは困難である。
計算学的には、すべての特性に対して一貫した量的精度を持つ経験的ポテンシャルの欠如があり、ab-initio計算は高価すぎる。
本研究では,密度汎関数理論(dft)データを用いた機械学習インタラクションポテンシャル(mlips)を,実験およびab-initio結果の再現における最先端精度に訓練し,大規模・時間的シミュレーションを行った。
DFTを用いて, 熱力学特性, フォノンスペクトル, 弾性定数の温度依存性および各種表面特性を正確に予測する。
我々は,高ミラー指数面に対する自己吸着エネルギーと最小表面拡散障壁を関連付けるベル・エヴァンス・ポラニ関係が存在することを見出した。
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