服务案例

公司与厦门大学合作，开发“动态分子模拟锂硫电池正极材料中多硫化物形态和特征”虚拟仿真实验课程。

一、项目简介

锂硫电池具有比容量高，无污染等优点，是目前最受关注的二次锂离子电池体系之一。而锂硫电池研发的技术瓶颈在于循环性能不高，其重要原因之一是锂硫电池充放电过程中产生的多硫化物的穿梭效应。

由此，明确各种多硫化物的结构、性能以及多硫化物和正极碳骨架之间的相互作用对于认识上述穿梭效应以及提升电池的电化学性能具有重要的理论和实际意义。而传统的物理化学实验手段无法获取上述信息，在此，我们将结合蒙特卡罗方法和密度泛函方法从分子水平上实现各种多硫化物结构的可视化，筛选出其中最稳定的构型，进行几何结构和电子结构的分析，并进一步从分子层次上探讨结构与电池性能的关联。

二、实验内容

本项目充分利用了虚拟仿真技术的优势，能较好地模拟蒙特卡罗方法随机产生不同分子结构模型的过程，并模拟密度泛函方法优化分子结构的具体步骤，生动形象地展示出稳定分子形成的动态过程，并对稳定分子进行几何结构和电子结构的分析。该虚拟仿真项目对核心要素的仿真度高达95%以上，很好地满足了实验教学的要求。

1、“蒙特卡洛方法”对显示的随机结构进行高斯计算

2、“能量分析”选择能量最低的结构

3、对选择的较为稳定的结构做高级别的优化计算

4、显示每个原子的NBO电荷值

5、显示HOMO轨道结构

6、显示LUMO轨道结构

7、结果分析，显示计算后的结构以及电子结构