近年來，在鋰二次電池新材料的研發(fā)過程中逐漸建立了基于材料基因組思想的高通量計(jì)算理論工具與研究平臺。在該平臺上,通過將不同精度的計(jì)算方法組合,實(shí)現(xiàn)了基于離子輸運(yùn)性質(zhì)的材料篩選;通過將信息學(xué)中數(shù)據(jù)挖掘算法引入高通量計(jì)算數(shù)據(jù)的分析，證實(shí)了材料大數(shù)據(jù)解讀的可行性。

上述平臺實(shí)現(xiàn)了在鋰電池固體電解質(zhì)的高通量篩選、優(yōu)化和設(shè)計(jì)上進(jìn)行新材料研發(fā)的示范應(yīng)用，通過高通量計(jì)算篩選獲得了兩種可用于富鋰正極包覆材料的化合物L(fēng)i2SiO3和Li2SnO3，有效改善了富鋰正極的循環(huán)穩(wěn)定性;通過對摻雜策略的高通量篩選，獲得了提高固體電解質(zhì)β-Li3PS4離子電導(dǎo)率和穩(wěn)定性的方案;通過高通量結(jié)構(gòu)預(yù)測設(shè)計(jì)了全新的氧硫化物固體電解質(zhì)LiAlSO;并在零應(yīng)變電極材料結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)效關(guān)系研究中進(jìn)行了大數(shù)據(jù)分析的嘗試，分析了零應(yīng)變電極材料的設(shè)計(jì)依據(jù)。上述材料基因組方法在鋰電池材料研發(fā)中的應(yīng)用為在其他類型材料研發(fā)中推廣這種新的研發(fā)模式提供了可能。

傳統(tǒng)的電池材料研發(fā)是基于以“試錯法”為特征的開發(fā)模式,從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的周期很長，一般需要20年或更長時間。“材料基因組計(jì)劃”的提出，為鋰電池新材料的開發(fā)提供新的思路。“材料基因組”科學(xué)研究的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)的“高通量”，即并發(fā)式完成“一批”而非“一個”材料樣品的。

計(jì)算模擬、制備和表征,即高通量計(jì)算、高通量制備與高通量表征,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的篩選和優(yōu)化材料,從而加快材料從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的過程。利用“材料基因工程”方法,通過高通量、多尺度的大范圍計(jì)算和搜索，借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和方法，有望篩選出可能具有優(yōu)異性能的新材料。設(shè)計(jì)了將不同精度計(jì)算方法相結(jié)合的高通量篩選流程：

首先依據(jù)材料的使用條件通過元素篩選縮小范圍，然后采用快速的鍵價計(jì)算進(jìn)行初步篩選去除離子輸運(yùn)勢壘較大的化合物，最后采用基于密度泛函的模擬對上一步篩選得到的材料進(jìn)一步精確計(jì)算獲得最終的備選材料，從而有效地提高了整體的篩選效率,實(shí)現(xiàn)了鋰二次電池材料中快離子導(dǎo)體的高效篩選。