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연구개요
본 과제에서는 칼륨이온 이차전지 음극소재에 대한 제일원리 분자동역학 계산 기술을 정립하고, 쉘 스크립트 코딩을 통해 계산 자동화 및 데이터베이스 시스템을 구축한 후, 머신러닝 기술을 활용하여 전지특성이 우수한 차세대 이차전지 음극소재를 제시한다. 실험연구자들이 수월하게 활용할 수 있는 머신러닝 기반 이차전지 음극소재 스크리닝 플랫폼을 구현한다.

연구 목표대비 연구결과
1차년도 - 칼륨이온 이차전지 음극소재 개발용 머신러닝 모델 정립을 위한 소재계산 기술 (결과) 비정질 음극소재 계산법 정립, 칼륨이온

연구개요
본 과제에서는 칼륨이온 이차전지 음극소재에 대한 제일원리 분자동역학 계산 기술을 정립하고, 쉘 스크립트 코딩을 통해 계산 자동화 및 데이터베이스 시스템을 구축한 후, 머신러닝 기술을 활용하여 전지특성이 우수한 차세대 이차전지 음극소재를 제시한다. 실험연구자들이 수월하게 활용할 수 있는 머신러닝 기반 이차전지 음극소재 스크리닝 플랫폼을 구현한다.

연구 목표대비 연구결과
1차년도 - 칼륨이온 이차전지 음극소재 개발용 머신러닝 모델 정립을 위한 소재계산 기술 (결과) 비정질 음극소재 계산법 정립, 칼륨이온 음극소재에 대한 계산 결과 논문 발표, 머신러닝을 위한 계산 시스템 선정
2차년도 – 칼륨이온 이차전지 음극소재 개발용 머신러닝 모델 정립을 위한 IT기반 기술연구 (결과) 구조 및 물성 계산 스크립트 코딩, 논문 발표
3차년도 – 칼륨이온 이차전지 음극소재 개발용 머신러닝 기술연구 (결과) 머신러닝 알고리즘을 활용한 음극소재 머신러닝 모델 정립
· 칼륨이온 삽입에 따른 비정질 전환메커니즘 계산법 연구
· 칼륨이온 전지용 음극소재 개발에 필요한 주요 물성 계산법 정립 연구
· 효과적인 머신러닝을 위한 최적 계산 시스템, 조성 선정 연구
· 칼륨이온 이차전지 음극소재 개발용 머신러닝 모델 정립을 위한 IT기반 기술연구립트 코딩
· 칼륨이온 삽입에 따른 비정질 전극 용량 및 이온전도도 계산, 타 이온 전극과의 비교
· 이차전지 음극소재 머신러닝 연구

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 본 과제를 통해 개발하고자 하는 이차전지 음극소재 머신러닝 모델은 음극소재를 개발하는 학계, 산업계 음극소재 개발 전반에 적용가능하며, 차세대 이차전지 음극소재 개발 및 원천기술 확보 경쟁에서 우위 선점이 가능함.
- 선도적인 연구개발을 통하여 기존에 구현된 적 없는 이차전지 음극소재에 머신러닝 기반 원천적 연구개발 및 기술확보를 통하여, 고성능 스크리닝 및 소재설계에 기반한 효율적인 소재 개발기술을 구현할 수 있음.
- 특히 2010년부터 본 연구팀에서 연구해 온 리튬이온 및 나트륨이온 음극소재 계산결과를 트레이닝군에 보강하여 보다 강력한 머신러닝 모델 구현이 가능할 것으로 판단됨. 공동연구자(실험)들의 피드백을 반영한 후 일반연구자들도 사용가능하도록 웹기반 플랫폼 형태로 배포하여, 많은 이차전지 연구자들에게 실험 가이드라인을 제시하고자 함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• (1) 칼륨이온 삽입에 따른 비정질 전환메커니즘 계산법 연구 ... 7
• (2) 칼륨이온 전지용 음극소재 개발에 필요한 주요 물성 계산법 정립 연구 ... 8
• (3) 효과적인 머신러닝을 위한 최적 계산 시스템, 조성 선정 연구 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 40