本公開涉及二次電池，尤其涉及一種分子的性質(zhì)預(yù)測方法及裝置、電解液的設(shè)計(jì)方法、二次電池。

背景技術(shù)：

1、近年來，對二次電池的電池性能的要求不斷提高。然而，在某些特定應(yīng)用場景，二次電池的性能受到嚴(yán)重限制。因此，開發(fā)能夠在寬溫度范圍內(nèi)安全運(yùn)行的二次電池顯得尤為重要。二次電池的工作溫度范圍和安全性能在很大程度上依賴于電解液的物理化學(xué)性質(zhì)，開發(fā)新型電解液的化學(xué)成分至關(guān)重要。然而，相關(guān)技術(shù)中，電解液中的溶劑分子的分子性質(zhì)預(yù)測方法的通用性較差，往往僅限于特定系統(tǒng)或單一性質(zhì)，并且需要大量的人工干預(yù)，為了快速、準(zhǔn)確地獲得電解液中的溶劑分子的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和閃點(diǎn)，迫切需要一種新方法實(shí)現(xiàn)通用化和自動化的分子性質(zhì)預(yù)測方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提出了一種分子的性質(zhì)預(yù)測方法及裝置、電解液的設(shè)計(jì)方法、二次電池，能夠快速、準(zhǔn)確地獲得待配制的電解液中的溶劑分子的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和閃點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通用化和自動化的分子性質(zhì)預(yù)測。

2、根據(jù)本公開的一方面，提供了一種分子的性質(zhì)預(yù)測方法，所述方法利用基于知識嵌入的預(yù)測模型進(jìn)行針對目標(biāo)分子的預(yù)測任務(wù)的處理，所述處理包括以下步驟：獲取針對目標(biāo)分子的預(yù)測任務(wù)，根據(jù)所述預(yù)測任務(wù)確定出所需預(yù)測的目標(biāo)性質(zhì)，所述目標(biāo)性質(zhì)包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)至少一種，所述目標(biāo)分子是待配制的電解液的可選溶劑中的一種；基于所述目標(biāo)分子的分子結(jié)構(gòu)，確定出原子結(jié)構(gòu)向量、鍵結(jié)構(gòu)向量、分子結(jié)構(gòu)向量，所述原子結(jié)構(gòu)向量表示所述目標(biāo)分子中所有原子的結(jié)構(gòu)信息，所述鍵結(jié)構(gòu)向量表示所述目標(biāo)分子中所有化學(xué)鍵的結(jié)構(gòu)信息，所述分子結(jié)構(gòu)向量表示所述目標(biāo)分子的整體結(jié)構(gòu)信息；基于預(yù)先得到的知識向量對所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入，得到第一嵌入結(jié)果；基于所述知識向量對根據(jù)所述第一嵌入結(jié)果和所述分子結(jié)構(gòu)向量確定出的向量進(jìn)行知識嵌入，得到第二嵌入結(jié)果，其中，所述知識向量是基于各樣本分子的分子特征確定出的，各所述分子特征包括原子數(shù)量、化學(xué)鍵性質(zhì)、官能團(tuán)類別、電子性質(zhì)，各所述樣本分子是已有電解液中的溶劑；基于所述第二嵌入結(jié)果確定出所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)，以根據(jù)所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)進(jìn)行電解液的溶劑篩選。

3、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于預(yù)先得到的知識向量對所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入，得到第一嵌入結(jié)果；基于所述知識向量對根據(jù)所述第一嵌入結(jié)果和所述分子結(jié)構(gòu)向量確定出的向量進(jìn)行知識嵌入，得到第二嵌入結(jié)果，包括：基于所述知識向量分別確定出對所述原子結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入所用的第一知識、對所述鍵結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入所用的第二知識、對所述分子結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入所用的第三知識；將所述第一知識和所述第二知識對應(yīng)嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到所述第一嵌入結(jié)果；將所述第三知識嵌入至根據(jù)所述第一嵌入結(jié)果和所述分子結(jié)構(gòu)向量確定出的向量中，得到所述第二嵌入結(jié)果。

4、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述知識向量具有多個(gè)維度，各所述維度具有至少一個(gè)知識點(diǎn)；其中，所述方法還包括：基于所述知識向量進(jìn)行沙普利值分析，得到所述知識向量中各所述維度對應(yīng)的貢獻(xiàn)值，各所述維度對應(yīng)的貢獻(xiàn)值表示該所述維度的知識點(diǎn)對分子性質(zhì)的影響程度；從所述知識向量的所有維度中確定出貢獻(xiàn)值大于預(yù)設(shè)閾值的至少一個(gè)目標(biāo)維度；基于各所述目標(biāo)維度的知識點(diǎn)中的部分或全部，確定出所述第一知識、所述第二知識、所述第三知識。

5、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述第一知識和所述第二知識對應(yīng)嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到所述第一嵌入結(jié)果，包括：將所述第一知識嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量中，得到第一嵌入向量；以及將所述第二知識嵌入至所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到第二嵌入向量；以所述第一嵌入向量和所述第二嵌入向量作為所述第一嵌入結(jié)果。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述第一知識和所述第二知識對應(yīng)嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到所述第一嵌入結(jié)果，包括：將所述第一知識嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量中，得到第一嵌入向量；將所述第二知識嵌入至根據(jù)所述第一嵌入向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量確定出的向量中，得到第三嵌入向量；以所述第一嵌入向量和所述第三嵌入向量作為所述第一嵌入結(jié)果。

7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括所述預(yù)測模型的訓(xùn)練過程，所述訓(xùn)練過程包括以下步驟：獲取各所述樣本分子的分子數(shù)據(jù)，各所述分子數(shù)據(jù)用于表示對應(yīng)樣本分子的分子結(jié)構(gòu)和分子性質(zhì)，所述分子性質(zhì)包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)；對各所述分子數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，得到對應(yīng)樣本分子的分子特征，基于所有分子特征確定出所述知識向量，所述知識向量具有多個(gè)維度，各所述維度具有至少一個(gè)知識點(diǎn)；提取出各所述維度中的部分知識點(diǎn)，得到第一知識點(diǎn)集合，利用所述第一知識點(diǎn)集合和所述樣本集對原始預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到第一模型；利用第二知識點(diǎn)集合和所述樣本集對所述第一模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的預(yù)測模型，其中，所述第二知識點(diǎn)集合包括目標(biāo)維度下的知識點(diǎn)，所述目標(biāo)維度是基于對所述知識向量進(jìn)行沙普利值分析得到的。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括：基于所述第二嵌入結(jié)果確定出所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)對應(yīng)的誤差范圍。

9、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種分子的性質(zhì)預(yù)測裝置，包括：獲取模塊，用于獲取針對目標(biāo)分子的預(yù)測任務(wù)，根據(jù)所述預(yù)測任務(wù)確定出所需預(yù)測的目標(biāo)性質(zhì)，所述目標(biāo)性質(zhì)包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)至少一種，所述目標(biāo)分子是待配制的電解液的可選溶劑中的一種；確定模塊，用于基于所述目標(biāo)分子的分子結(jié)構(gòu)，確定出原子結(jié)構(gòu)向量、鍵結(jié)構(gòu)向量、分子結(jié)構(gòu)向量，所述原子結(jié)構(gòu)向量表示所述目標(biāo)分子中所有原子的結(jié)構(gòu)信息，所述鍵結(jié)構(gòu)向量表示所述目標(biāo)分子中所有化學(xué)鍵的結(jié)構(gòu)信息，所述分子結(jié)構(gòu)向量表示所述目標(biāo)分子的整體結(jié)構(gòu)信息；知識嵌入模塊，用于基于預(yù)先得到的知識向量對所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入，得到第一嵌入結(jié)果；基于所述知識向量對根據(jù)所述第一嵌入結(jié)果和所述分子結(jié)構(gòu)向量確定出的向量進(jìn)行知識嵌入，得到第二嵌入結(jié)果，其中，所述知識向量是基于各樣本分子的分子特征確定出的，各所述分子特征包括原子數(shù)量、化學(xué)鍵性質(zhì)、官能團(tuán)類別、電子性質(zhì)，各所述樣本分子是已有電解液中的溶劑；預(yù)測模塊，用于基于所述第二嵌入結(jié)果確定出所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)，以根據(jù)所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)進(jìn)行電解液的溶劑篩選。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于預(yù)先得到的知識向量對所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入，得到第一嵌入結(jié)果；基于所述知識向量對根據(jù)所述第一嵌入結(jié)果和所述分子結(jié)構(gòu)向量確定出的向量進(jìn)行知識嵌入，得到第二嵌入結(jié)果，包括：基于所述知識向量分別確定出對所述原子結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入所用的第一知識、對所述鍵結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入所用的第二知識、對所述分子結(jié)構(gòu)向量進(jìn)行知識嵌入所用的第三知識；將所述第一知識和所述第二知識對應(yīng)嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到所述第一嵌入結(jié)果；將所述第三知識嵌入至根據(jù)所述第一嵌入結(jié)果和所述分子結(jié)構(gòu)向量確定出的向量中，得到所述第二嵌入結(jié)果。

11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述知識向量具有多個(gè)維度，各所述維度具有至少一個(gè)知識點(diǎn)；其中，所述裝置還包括分析模塊，用于：基于所述知識向量進(jìn)行沙普利值分析，得到所述知識向量中各所述維度對應(yīng)的貢獻(xiàn)值，各所述維度對應(yīng)的貢獻(xiàn)值表示該所述維度的知識點(diǎn)對分子性質(zhì)的影響程度；從所述知識向量的所有維度中確定出貢獻(xiàn)值大于預(yù)設(shè)閾值的至少一個(gè)目標(biāo)維度；基于各所述目標(biāo)維度的知識點(diǎn)中的部分或全部，確定出所述第一知識、所述第二知識、所述第三知識。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述第一知識和所述第二知識對應(yīng)嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到所述第一嵌入結(jié)果，包括：將所述第一知識嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量中，得到第一嵌入向量；以及將所述第二知識嵌入至所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到第二嵌入向量；以所述第一嵌入向量和所述第二嵌入向量作為所述第一嵌入結(jié)果。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述第一知識和所述第二知識對應(yīng)嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量中，得到所述第一嵌入結(jié)果，包括：將所述第一知識嵌入至所述原子結(jié)構(gòu)向量中，得到第一嵌入向量；將所述第二知識嵌入至根據(jù)所述第一嵌入向量和所述鍵結(jié)構(gòu)向量確定出的向量中，得到第三嵌入向量；以所述第一嵌入向量和所述第三嵌入向量作為所述第一嵌入結(jié)果。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括訓(xùn)練模塊，用于進(jìn)行所述預(yù)測模型的訓(xùn)練過程，所述訓(xùn)練過程包括：獲取各所述樣本分子的分子數(shù)據(jù)，各所述分子數(shù)據(jù)用于表示對應(yīng)樣本分子的分子結(jié)構(gòu)和分子性質(zhì)，所述分子性質(zhì)包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)；對各所述分子數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，得到對應(yīng)樣本分子的分子特征，基于所有分子特征確定出所述知識向量，所述知識向量具有多個(gè)維度，各所述維度具有至少一個(gè)知識點(diǎn)；提取出各所述維度中的部分知識點(diǎn)，得到第一知識點(diǎn)集合，利用所述第一知識點(diǎn)集合和所述樣本集對原始預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到第一模型；利用第二知識點(diǎn)集合和所述樣本集對所述第一模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的預(yù)測模型，其中，所述第二知識點(diǎn)集合包括目標(biāo)維度下的知識點(diǎn)，所述目標(biāo)維度是基于對所述知識向量進(jìn)行沙普利值分析得到的。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括范圍確定模塊，用于：基于所述第二嵌入結(jié)果確定出所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)對應(yīng)的誤差范圍。

16、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種電解液的設(shè)計(jì)方法，包括：獲取目標(biāo)分子，所述目標(biāo)分子是待配制的電解液的可選溶劑；利用上述分子的性質(zhì)預(yù)測方法確定出所述目標(biāo)分子的目標(biāo)性質(zhì)，所述目標(biāo)性質(zhì)包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、閃點(diǎn)至少一種；若所述目標(biāo)性質(zhì)符合預(yù)設(shè)的電解液設(shè)計(jì)條件，則基于所述目標(biāo)分子進(jìn)行配制得到所述電解液。

17、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種二次電池，所述二次電池所用的電解液是通過上述電解液的設(shè)計(jì)方法確定出的。

18、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器；用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器；其中，所述處理器被配置為在執(zhí)行所述存儲器存儲的指令時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述分子的性質(zhì)預(yù)測方法。

19、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述分子的性質(zhì)預(yù)測方法。

20、根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀代碼，或者承載有計(jì)算機(jī)可讀代碼的非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀代碼在電子設(shè)備的處理器中運(yùn)行時(shí)，所述電子設(shè)備中的處理器執(zhí)行上述方法。

21、根據(jù)下面參考附圖對示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，本公開的其它特征及方面將變得清楚。