基于虚拟仿真实验的锂离子电池正极材料制备及性能探究

doi:10.3866/PKU.DXHX202006051

大学化学 >> 2021, Vol. 36 >> Issue (1): 2006051.doi: 10.3866/PKU.DXHX202006051

所属专题：化学类课程一流建设

基于虚拟仿真实验的锂离子电池正极材料制备及性能探究

张海波(), 刘海燕, 丁琼, 黄驰, 赵发琼, 刘欲文

武汉大学化学与分子科学学院, 化学国家级实验教学示范中心(武汉大学), 武汉 430072

收稿日期:2020-06-16 录用日期:2020-08-03 发布日期:2020-08-10
通讯作者: 张海波 E-mail:haibozhang@whu.edu.cn
作者简介:张海波, Email: haibozhang@whu.edu.cn
基金资助:
武汉大学教学改革项目(2017JG0790)

Virtual Simulation Experiment on Preparation and Performance of Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

Haibo Zhang(), Haiyan Liu, Qiong Ding, Chi Huang, Faqiong Zhao, Yuwen Liu

National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education, College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2020-06-16 Accepted:2020-08-03 Published:2020-08-10
Contact: Haibo Zhang E-mail:haibozhang@whu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

随着我国新能源行业的迅猛发展，不少高校开设了锂离子电池材料的制备、表征、电池组装和性能测试等综合实验，取得了很好的教学效果。但是由于设备成本和教学时间的限制，无法满足全部实验需求。我们采用虚拟仿真技术，通过虚拟实验过程中正极材料的制备、锂离子电池的组装和性能测试的完整流程，让学生熟悉电化学实验的基本操作技能和相关仪器的使用方法，进而在实际操作中提高实验效率和成功率，建立了虚实结合、线上线下融合的教学模式，拓宽了学生的视野，培养了学生的动手能力和创新意识。

关键词: 锂离子电池, 正极材料, 磷酸铁锂, 虚拟仿真实验

Abstract:

With the rapid development of new energy industry, many universities have launched comprehensive experiments about preparation, characterization, battery assembly and performance testing of lithium-ion battery materials, and have achieved good teaching results. However, due to the limitations of equipment cost and experimental time, it is impossible to meet all experimental needs. We use virtual simulation technology to make students familiar with the basic operation skills of electrochemical experiments and the use of related instruments. Through the virtual experiment about the complete process of lithium-ion batteries including preparation of positive electrode materials, assembly of and performance testing during, we established a new teaching model of online and offline integration and improved the experiment efficiency and success rate in actual operation. At the same time, this model broaden students' vision and cultivate students' practical ability and innovative awareness.

Key words: Lithium ion battery, Cathode material, Lithium iron phosphate, Virtual simulation experiment

张海波, 刘海燕, 丁琼, 黄驰, 赵发琼, 刘欲文. 基于虚拟仿真实验的锂离子电池正极材料制备及性能探究[J]. 大学化学, 2021, 36(1): 2006051.

Haibo Zhang, Haiyan Liu, Qiong Ding, Chi Huang, Faqiong Zhao, Yuwen Liu. Virtual Simulation Experiment on Preparation and Performance of Cathode Materials for Lithium Ion Batteries[J]. University Chemistry, 2021, 36(1): 2006051.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202006051

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2021/V36/I1/2006051

1	吴岩. 中国大学教学, 2018, 340 (12), 6.
2	谢幼如; 黄瑜玲; 黎佳; 赖慧语; 邱艺. 中国电化教育, 2019, (11), 9.
3	马莹; 张恒; 宋其圣; 胡清萍. 大学化学, 2020, 35 (5), 223.
4	中华人民共和国教育部.教育部高等教育司关于开展2019年国家虚拟仿真实验教学项目认定工作的通知.[2019-07-01]. http://www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201907/t20190702_388692.html
5	杨绍斌; 梁正. 锂离子电池制造工艺原理与应用, 北京: 化学工业出版社, 2019, 9
6	季红梅; 杨刚. 大学化学, 2012, 27 (4), 63.
7	赖纳·科特豪尔(德). 锂离子电池手册, 北京: 机械工业出版社, 2018, 5
8	李会峰; 张瑜; 朱天嶕; 孙根班. 化学教育(中英文), 2018, 39 (12), 29.

[1]	尹霞, 杨鹏, 许峰, 赵艳, 宦双燕, 赵敬哲, 叶龚兰, 吴英鹏. 无机化学实验的课程思政探索与实践[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 119 -126 .
[2]	张晓明, 李传波, 杨玉平, 邹斌, 李东祥. 虚实结合、内外双通，打造新工科专业综合设计实验教学的新形态——以锂离子电池设计与制作为例[J]. 大学化学, 2025, 40(1): 125 -132 .
[3]	徐艺凤, 刘季铨, 崔斌, 李延, 谢钢, 杨鹰. 小礼上学记——锂离子电池的工作原理与安全风险[J]. 大学化学, 2024, 39(9): 259 -265 .
[4]	张天龙, 周嘉俊, 汤宏胜, 宁晓辉, 李延, 李华. 激光诱导击穿光谱(LIBS)分析虚拟仿真实验[J]. 大学化学, 2024, 39(6): 295 -302 .
[5]	朱平平, 谢永军, 易院平, 黄渝, 周强, 肖石燕, 杨海洋, 何平笙. 分子水平上的虚拟仿真实验之思政元素的挖掘与提炼——以“高分子的构象、形态及尺寸的模拟与计算”项目为例[J]. 大学化学, 2024, 39(2): 83 -88 .
[6]	梅鹏, 马占营. 介孔碳包覆纳米氧化铁及其负极储锂特性——推荐一个综合化学实验[J]. 大学化学, 2024, 39(1): 178 -184 .
[7]	李宣东, 张红霞, 李欣, 张潇, 周丽, 王进福. 仪器分析实验助力拔尖人才培养的教学实践[J]. 大学化学, 2023, 38(5): 82 -91 .
[8]	滕鑫, 唐颂超, 杨晓玲, 庄启昕. 大学化学虚拟仿真实验教学建设——以水性聚氨酯聚合及超临界连续发泡虚拟仿真实验为例[J]. 大学化学, 2023, 38(11): 8 -15 .
[9]	宦双燕, 李珂, 张晓兵, 罗伟平, 王玉枝, 尹霞, 任天兵, 高红霞, 梁志武. 肿瘤原位荧光标记技术设计和探索虚拟仿真实验[J]. 大学化学, 2023, 38(11): 171 -179 .
[10]	方一帆, 李英瑕, 丁瀚霖, 金昇宇, 张洋, 杨文胜. 锂离子电池的新同事[J]. 大学化学, 2022, 37(9): 2208066 - .
[11]	李海琴, 薛亮, 东婉莹, 杨洋. 虚拟仿真技术在化学教学论实验教学中的应用[J]. 大学化学, 2022, 37(7): 2109095 - .
[12]	马艺, 魏灵灵, 李淑妮, 薛东旭, 徐玲, 张伟强, 焦桓. 面向一流课程多维度推进无机化学实验课程改革与实践[J]. 大学化学, 2022, 37(3): 2106044 - .
[13]	王彬, 秦川丽, 刘一夫, 孙少平. 化学化工虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J]. 大学化学, 2022, 37(2): 2109086 - .
[14]	和媛, 张烨, 王梦琛, 崔斌, 李延, 樊海明. 金属β-内酰胺酶L1的制备和动力学表征线上线下混合实验[J]. 大学化学, 2022, 37(12): 2112046 -0 .
[15]	孙长艳, 李文军, 路丽英, 董彬, 周花蕾. 线上开展无机化学实验教学的实践与思考——以“Cr(Ⅲ)系列配合物的合成与分裂能的测定”为例[J]. 大学化学, 2021, 36(7): 2008047 - .

基于虚拟仿真实验的锂离子电池正极材料制备及性能探究

Virtual Simulation Experiment on Preparation and Performance of Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

RichHTML

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 8

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0