
电池
界面分布、自由水、扩散系数:分子动力学(MD)如何三步解释水系电极的溶出失效?
水系电池里,普鲁士蓝及其类似物(PBA/PBAs)很诱人:结构开放、扩散快、成本低。但真正上电池后,很多体系会在几十圈内出现明显衰减,常见原因之一是过渡金属溶出:一旦 Mn/Fe 这类金属离子开始跑到电解液里,框架就会逐步空心化/缺陷化,容量与电压平台同步掉。
这篇 2022 ACS Energy Letters 的工作本身未必“新”,但是它展示了如何用理论计算把实验现象拆成微观动态必经步骤,并用可量化的指标把机制清晰揭示。
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多孔材料与分离传输 / 电池 / 离子扩散
Nature Commun/Angew双顶刊案例:如何用分子动力学(MD)定量分析膜扩散中的离子/水迁移?
在电池研发中,实验测试能告诉我们宏观的极化和倍率性能;但离子在隔膜孔/界面内部怎么走,很多时候只能靠分子动力学(MD)去“看见并讲清楚”。
在电池膜的研究中,MD主要承担三项核心任务:
1. 可视化传输路径: 将抽象的“离子通道”具象化,直观展示离子是沿着聚合物链蠕动,还是在充水孔道中自由扩散。
2. 定量化选择性机制: 通过非平衡态(NEMD)模拟施加外场,计算不同离子在膜中的迁移速率、通量比,直接量化膜的选择性。
3. 解析溶剂化效应: 精确计算离子的配位数(Coordination Number),揭示“去溶剂化”或“载水迁移”的能量代价。
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1. 可视化传输路径: 将抽象的“离子通道”具象化,直观展示离子是沿着聚合物链蠕动,还是在充水孔道中自由扩散。
2. 定量化选择性机制: 通过非平衡态(NEMD)模拟施加外场,计算不同离子在膜中的迁移速率、通量比,直接量化膜的选择性。
3. 解析溶剂化效应: 精确计算离子的配位数(Coordination Number),揭示“去溶剂化”或“载水迁移”的能量代价。

电池
Science计算精读:如何用多尺度计算 CMD、AIMD、ReaxFF、COMSO 彻底打通SEI界面的多尺度机制?
固体电解质界面(SEI)在电池储与电催化体系中都发挥着至关重要的作用。然而,实验表征往往只能给出宏观的电化学性能,难以直接观测界面处离子的动态演化。如果想要在顶刊上把SEI的机制讲透,理论计算能做些什么?
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科普
算个电解液MD为什么这么贵?找人算之前需要准备哪些数据?可以得到什么结果?
找过机构做电解液动力学模拟的小伙伴都知道,算一个电解液的MD,价格一般是算结合能、静电势、吸附能等内容的好几倍。
很多人以为MD模拟就像跑个测试软件,把分子丢进去点一下“Run”就能出图。但实际上,"Run"之前有很多准备工作需要做。这里到底有多少工作量,找人计算之前需要准备哪些数据,算完可以得到什么?这篇文章将为您详细介绍。
查看原文很多人以为MD模拟就像跑个测试软件,把分子丢进去点一下“Run”就能出图。但实际上,"Run"之前有很多准备工作需要做。这里到底有多少工作量,找人计算之前需要准备哪些数据,算完可以得到什么?这篇文章将为您详细介绍。

电池
【CEI计算】王春生Nat. Chem.计算精读——正极界面膜(CEI)究竟怎么算?
在电池研发中,负极的SEI(固体电解质界面膜)已经被研究得相对透彻。相比之下,正极的CEI研究则复杂得多,如果想要在顶刊上把CEI的动态机制讲透,理论计算能做些什么?今天我们将结合两篇文献,分别是马里兰大学王春生教授团队的《Nature Chemistry》和台湾大学江志强团队的《J. Chem. Phys.》,来解读CEI能做哪些理论计算。
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离子扩散 / 多孔材料与分离传输
【涂层MD】从微孔到分级孔:电池涂层MD模拟到底该算什么?
在电池研究中,涂层的构建,如在电极表面构建一层人工固体电解质界面(ASEI)或多孔框架涂层也是热门的研究课题。
想要在文章中把涂层的作用机制讲透,分子动力学(MD)模拟是不可或缺的利器。值得注意的是,面对不同尺寸的孔道结构,MD的计算侧重点并不相同。本文将结合5篇高水平文献,根据材料的“孔径大小”,将涂层的MD计算提炼为两大核心物理维度:
● 微孔体系(孔径 < 1 nm):重点看去溶剂化能垒、离子在涂层中的“动态穿梭”。
● 介孔及分级孔体系(孔径 > 2 nm):重点看局部溶剂化结构、长程扩散行为与多级孔道协同。
查看原文想要在文章中把涂层的作用机制讲透,分子动力学(MD)模拟是不可或缺的利器。值得注意的是,面对不同尺寸的孔道结构,MD的计算侧重点并不相同。本文将结合5篇高水平文献,根据材料的“孔径大小”,将涂层的MD计算提炼为两大核心物理维度:
● 微孔体系(孔径 < 1 nm):重点看去溶剂化能垒、离子在涂层中的“动态穿梭”。
● 介孔及分级孔体系(孔径 > 2 nm):重点看局部溶剂化结构、长程扩散行为与多级孔道协同。
