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公開番号2025132788
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024030579
出願日2024-02-29
発明の名称スペクトルシミュレーション装置、学習システム、スペクトルシミュレーション方法およびプログラム
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 24/00 20060101AFI20250903BHJP(測定;試験)
要約【課題】リチウムイオン電池に用いられる正極材について、NMRスペクトルを容易にシミュレーションできるスペクトルシミュレーション装置、学習システム、スペクトルシミュレーション方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】スペクトルシミュレーション装置は、局所構造取得部112と、NMRシフト計算部113と、を備える。局所構造取得部112は、リチウムイオン電池に用いられる正極材の結晶構造に含まれる、それぞれのLi原子周囲の局所構造を取得する。NMRシフト計算部113は、Li原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、NMRシフトを示すデータを出力するNMRシフト計算モデル113aを用いて、それぞれのLi原子について、NMRシフトを計算し、それぞれのLi原子について計算されたNMRシフトに基づいて、結晶構造全体のLi原子の集合体のNMRシフトを計算する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオン電池に用いられる正極材の結晶構造に含まれる、それぞれのＬｉ原子周囲の局所構造を取得する局所構造取得部と、
前記Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、ＮＭＲシフトを示すデータを出力するＮＭＲシフト計算モデルを用いて、それぞれのＬｉ原子について、前記ＮＭＲシフトを計算し、それぞれのＬｉ原子について計算された前記ＮＭＲシフトに基づいて、前記結晶構造全体のＬｉ原子の集合体の前記ＮＭＲシフトを計算するＮＭＲシフト計算部と、
を備えるスペクトルシミュレーション装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ＮＭＲシフト計算部により計算された前記ＮＭＲシフトに対して、ブロードニング関数を用いて補正を実行し、ＮＭＲスペクトルを計算するブロードニング部を備える、
請求項１に記載のスペクトルシミュレーション装置。
【請求項３】
予め測定したＮＭＲスペクトルを示すデータを受け付け、受け付けた前記測定したＮＭＲスペクトルと、前記ブロードニング部により計算された前記ＮＭＲスペクトルと、を対比する対比部を備え、
前記対比部は、前記測定したＮＭＲスペクトルと、前記ブロードニング部により計算された前記ＮＭＲスペクトルと、の差分を示すデータ、または、前記測定したＮＭＲスペクトルと、前記ブロードニング部により計算された前記ＮＭＲスペクトルと、を重ね合わせた画像データを出力する、
請求項２に記載のスペクトルシミュレーション装置。
【請求項４】
Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータと、第一原理計算により計算されたＬｉ原子のＮＭＲシフトと、を含む教師データが記憶されたＮＭＲシフトＤＢと、
前記ＮＭＲシフトＤＢに記憶された教師データに基づいて、前記Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、ＮＭＲシフトを示すデータを出力するＮＭＲシフト計算モデルを得るための学習を実施する学習部と、
を備える学習システム。
【請求項５】
リチウムイオン電池に用いられる正極材の結晶構造に含まれる、それぞれのＬｉ原子周囲の局所構造を取得する局所構造取得ステップと、
前記Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、ＮＭＲシフトを示すデータを出力するＮＭＲシフト計算モデルを用いて、それぞれのＬｉ原子について、前記ＮＭＲシフトを計算し、それぞれのＬｉ原子について計算された前記ＮＭＲシフトに基づいて、前記結晶構造全体のＬｉ原子の集合体の前記ＮＭＲシフトを計算するＮＭＲシフト計算ステップと、
を備えるスペクトルシミュレーション方法。
【請求項６】
コンピュータを
リチウムイオン電池に用いられる正極材の結晶構造に含まれる、それぞれのＬｉ原子周囲の局所構造を取得する局所構造取得部、
前記Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、ＮＭＲシフトを示すデータを出力するＮＭＲシフト計算モデルを用いて、それぞれのＬｉ原子について、前記ＮＭＲシフトを計算し、それぞれのＬｉ原子について計算された前記ＮＭＲシフトに基づいて、前記結晶構造全体のＬｉ原子の集合体の前記ＮＭＲシフトを計算するＮＭＲシフト計算部、
として機能させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スペクトルシミュレーション装置、学習システム、スペクトルシミュレーション方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池に用いられる正極材の特性を改善するためには、正極材中の局所構造を理解することが重要である。特に、正極材におけるＬｉ原子周囲の局所構造を理解することが求められている。Ｌｉ原子の固体ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）スペクトルはＬｉ原子周囲の占有原子を反映した形状となるため、正極材中の局所構造を理解することに有用である。
【０００３】
引用文献１は、観測したＮＭＲスペクトルを解析するスペクトル解析装置を開示する。このスペクトル解析装置は、ＮＭＲスペクトルを解析するために、サンプルを作成し、ＮＭＲ装置により、ＮＭＲスペクトルを観測する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－０９０７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
正極材におけるＬｉ原子の固体ＮＭＲスペクトルをシミュレーションにより得ることができれば、サンプル作成およびＮＭＲ測定を省くことができ、正極材の特性を容易に改善することができる。しかしながら、特許文献１に開示されているスペクトル解析装置は、観測したＮＭＲスペクトルを解析するものであり、観測したＮＭＲスペクトルがなければ、ＮＭＲスペクトルを解析することができないという問題がある。
【０００６】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、リチウムイオン電池に用いられる正極材について、ＮＭＲスペクトルを容易にシミュレーションできるスペクトルシミュレーション装置、学習システム、スペクトルシミュレーション方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示に係るスペクトルシミュレーション装置は、
リチウムイオン電池に用いられる正極材の結晶構造に含まれる、それぞれのＬｉ原子周囲の局所構造を取得する局所構造取得部と、
前記Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、ＮＭＲシフトを示すデータを出力するＮＭＲシフト計算モデルを用いて、それぞれのＬｉ原子について、前記ＮＭＲシフトを計算し、それぞれのＬｉ原子について計算された前記ＮＭＲシフトに基づいて、前記結晶構造全体のＬｉ原子の集合体の前記ＮＭＲシフトを計算するＮＭＲシフト計算部と、を備える。
【０００８】
前記ＮＭＲシフト計算部により計算された前記ＮＭＲシフトに対して、ブロードニング関数を用いて補正を実行し、ＮＭＲスペクトルを計算するブロードニング部を備えるとよい。
【０００９】
予め測定したＮＭＲスペクトルを示すデータを受け付け、受け付けた前記測定したＮＭＲスペクトルと、前記ブロードニング部により計算された前記ＮＭＲスペクトルと、を対比する対比部を備え、
前記対比部は、前記測定したＮＭＲスペクトルと、前記ブロードニング部により計算された前記ＮＭＲスペクトルと、の差分を示すデータ、または、前記測定したＮＭＲスペクトルと、前記ブロードニング部により計算された前記ＮＭＲスペクトルと、を重ね合わせた画像データを出力してもよい。
【００１０】
上記目的を達成するため、本開示に係る学習システムは、
Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータと、第一原理計算により計算されたＬｉ原子のＮＭＲシフトと、を含む教師データが記憶されたＮＭＲシフトＤＢと、
前記ＮＭＲシフトＤＢに記憶された教師データに基づいて、前記Ｌｉ原子周囲の局所構造を示すデータを受け付けると、ＮＭＲシフトを示すデータを出力するＮＭＲシフト計算モデルを得るための学習を実施する学習部と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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