“虚实结合”的综合化学实验——锂离子电池快充电解液的模拟与验证

引用本文: 刘振辉, 黄河浪, 冯相民, 张宇霖, 黄炎, 周莉, 许真铭, 郑明波, 申来法. “虚实结合”的综合化学实验——锂离子电池快充电解液的模拟与验证[J]. 大学化学, 2026, 41(10): 354-363. doi: 10.12461/PKU.DXHX202510064 shu

Citation: Zhenhui Liu, Helang Huang, Xiangmin Feng, Yulin Zhang, Yan Huang, Li Zhou, Zhenming Xu, Mingbo Zheng, Laifa Shen. “虚实结合”的综合化学实验——锂离子电池快充电解液的模拟与验证[J]. University Chemistry, 2026, 41(10): 354-363. doi: 10.12461/PKU.DXHX202510064 shu

“虚实结合”的综合化学实验——锂离子电池快充电解液的模拟与验证

刘振辉 ^1, ,
黄河浪 ^1, ,
冯相民 ^1, ,
张宇霖 ^1, ,
黄炎 ^{2,
,} ,
周莉 ^1, ,
许真铭 ^1, ,
郑明波 ^{1,
,} ,
申来法 ^{1,
,}

1.
南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏南京 211006;
2.
南京航空航天大学计算机科学与技术学院/人力资源部, 江苏南京 211006

通讯作者: 黄炎,E-mail:huangyan0714@nuaa.edu.cn; 郑明波,E-mail:zhengmingbo@nuaa.edu.cn; 申来法,E-mail:lfshen@nuaa.edu.cn

基金项目:
南京航空航天大学研究生教育教学改革研究项目(2025YJXGG20, 2024YJXGG25, 2024YJXGG-C08)；江苏省学位与研究生教育教学改革课题(JGKT24 C006)；教育部产学合作协同育人项目(230807576291840)；南京航空航天大学研究生教育教学改革专项(优质教学资源建设)项目(2024YJXGGB11)；南京航空航天大学实验技术研究开发项目(SYJS202405Y)

摘要: 分子动力学模拟已广泛应用于化学和材料科学等领域的科学研究，但目前的本科教学对于这方面的训练较少。为了培养学生的化学计算与设计思维，并增强其对锂离子电池这一重要电化学储能器件的理解，我们设计了一个融合分子动力学模拟与电化学测试的综合实验。本课程实验以一种尚未报道的快充锂离子电池电解液为研究对象，涵盖了从分子和溶液结构建模、结构优化，到等温等压(NPT)和等温等容(NVT)系综分子动力学模拟及电解液性质计算等关键步骤。此外，实验还包括基于该电解液的纽扣电池组装与快充性能测试。通过先利用模拟仿真方法分析电解液的微观性质，再结合实验验证其快充性能，学生将在理论分析、软件应用和实验操作等方面得到全面训练，有助于提升学生将理论与实践相结合、解决复杂科学问题的能力。

关键词:

English

“虚实结合”的综合化学实验——锂离子电池快充电解液的模拟与验证

Zhenhui Liu ^1, ,
Helang Huang ^1, ,
Xiangmin Feng ^1, ,
Yulin Zhang ^1, ,
Yan Huang ^{2,
,} ,
Li Zhou ^1, ,
Zhenming Xu ^1, ,
Mingbo Zheng ^{1,
,} ,
Laifa Shen ^{1,
,}

1.
College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, Jiangsu Province, China;
2.
College of Computer Science and Technology/Human Resources Department, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, Jiangsu Province, China

Corresponding author: Yan Huang, ; Mingbo Zheng, ; Laifa Shen,

Received Date: 16 October 2025
Accepted Date: 24 November 2025
Available Online: 15 December 2025

Abstract: 分子动力学模拟已广泛应用于化学和材料科学等领域的科学研究，但目前的本科教学对于这方面的训练较少。为了培养学生的化学计算与设计思维，并增强其对锂离子电池这一重要电化学储能器件的理解，我们设计了一个融合分子动力学模拟与电化学测试的综合实验。本课程实验以一种尚未报道的快充锂离子电池电解液为研究对象，涵盖了从分子和溶液结构建模、结构优化，到等温等压(NPT)和等温等容(NVT)系综分子动力学模拟及电解液性质计算等关键步骤。此外，实验还包括基于该电解液的纽扣电池组装与快充性能测试。通过先利用模拟仿真方法分析电解液的微观性质，再结合实验验证其快充性能，学生将在理论分析、软件应用和实验操作等方面得到全面训练，有助于提升学生将理论与实践相结合、解决复杂科学问题的能力。

Key words:

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