新能源材料製備及標準化檢測虛擬仿真實驗是西藏大學、武漢大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：新能源材料製備及標準化檢測虛擬仿真實驗
- 課程負責人：田智全
- 建設院校：西藏大學、武漢大學
- 授課教師：張海波、王世鋒、洛桑、普頓
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
習近平總書記多次強調，“要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。”碳中和既是黨和國家重要部署，又是全球關注和研究的熱點。新能源在代替化石燃料、實現碳中和目標中發揮著重要作用。然而，目前我國新能源材料領域，尤其是鋰離子電池材料領域的專業人才培養嚴重短缺。並且，由於設備成本和教學時間的限制，學校開設的相關實驗與實際需求脫節，本科生進入相關企業工作之前，受到的相關實驗訓練多為簡單的測定驗證實驗，涉及的材料製備及電池組裝相關的標準化檢測等儀器操作等往往淪為走馬觀花式的演示實驗，這種現象嚴重製約了創新型高素質人才的培養；另一方面，研究生階段的學術要求和企業對人才的要求越來越高，僅靠傳統的教學方法和實驗模式已無法滿足研究型人才培養的需求；此外，西藏地處高原，高寒、低壓、缺氧的環境極大地限制了相關實驗教學和科研工作的開展。因此，在實踐教學領域，深化新能源材料專業知識，在師資力量薄弱的高原西藏地區開展新能源材料製備及標準化檢測等高水平虛擬仿真實驗項目建設不僅重要，而且十分必要。
教學設計包含以鋰離子電池正極材料為代表的新能源材料背景知識學習與考核，磷酸鐵鋰正極材料合成溫度的確定，碳熱還原法製備磷酸鐵鋰正極材料的工藝研究（球磨），碳熱還原法製備磷酸鐵鋰正極材料的反應條件研究，製備碳包覆磷酸鐵鋰正極材料及電化學研究五個模組，讓學生能夠系統學習此類新能源材料製備的基本方法和研究思路，培養學生的動手能力和創新意識，以適應新能源產業迅猛發展的需要。
本虛擬仿真實驗項目依託專業軟體、虛擬現實技術和資料庫技術，使得實際過程中的高溫危險性實驗操作過程、難以實現的無水無氧，高真空實驗環境、多種精密貴重複雜的專業實驗儀器設備不可見的內部結構及操作過程能夠真實地仿真呈現，更將難以觀察到的材料表面反應微觀過程可視化，將高成本、高危環境、高耗時的實驗項目常規化，並且在虛擬實驗中不僅可以學習實驗的一般流程和方法，更可以進行深入的研究性、探索性實驗，培養學生的基本創新研究能力，滿足人人參與的需求，通過與現有的新能源科學基礎實驗教學內容相結合，起到深化、提高的效果。
教學目標
（1）掌握製備相關材料的原理、方法及關鍵技術與操作；
（2）熟悉高溫固相合成法的基本操作、條件選擇和鋰離子電池組裝工藝；
（3）學習材料性能測試的基本方法和各種相關儀器的使用方法。
