【培训课程】COMSOL有限元仿真模拟-电池电化学领域专题培训

电池电化学领域仿真模拟专题培训

支晶生长的模拟

2022年01月08-09日 

北京·中科院物理所

（更多场次请扫描二维码，表单中场次实时更新）

1

课程概要

作为新能源领域的重要发展方向，电池一直是科学研究的热点。我们能看到目前发表在高档次期刊上的电池和电化学文章许多都在文章中加入了仿真模拟部分，充分发挥仿真模拟的优势能够极大的帮助我们的研究工作。本课程专门针对科研学术领域，为学员提供仿真模拟软件COMSOL Multiphysics 软件使用的全面详细讲解。有无基础的学员均可参加培训，课程从入门级内容开始，循序渐进地讲解数值仿真中的模型分析方法，以及建模操作流程，让学员全面掌握整个建模流程，并且专门选取电池和电化学相关领域的热点问题进行讲解，切实解决相关科研领域的仿真问题。

通过这次培训您将学到以下内容：

CONTENT

1）COMSOL多物理场仿真的基本建模方法和多物理场耦合模型分析；

2）化学反应模拟的一般方法；

3）电池及电化学反应中电流密度分布和物质浓度分布的模拟；

4）电极上金属的沉积过程和支晶生长的模拟；

5）电极反应动力学的电化学阻抗谱；

6）扩散双电层的模拟。

2

课程内容详解

1

●

COMSOL多物理场仿真的基本建模方法

1.1

几何建模的

方法与技巧

1.2

优化网格划分的

方法与技巧

1.3

结果后处理与

复杂图表绘制

1.4

多物理场耦合的

方法与技巧

1.5

通过函数、变量

与自定义方程

模拟复杂问题

2

●

化学反应模拟的一般方法

2.1

电解反应中的

物质浓度分布

2.2

电解反应中的

电解质电势等值面

2.3

表面吸附反应模拟

3

●

电池及电化学反应中

电流密度分布和物质浓度分布的模拟

3.1

特定电极结构中的

电流密度分布

3.2

凸起结构引起的

电流密度增大

4

●

电极上金属的沉积过程和支晶生长的模拟

4.1

支晶的生长变形

过程模拟

4.2

扩散限制引起的

支晶生长

5

●

电极反应动力学的电化学阻抗谱

5.1

化学电池基本结构

5.2

电极极化和过电位

5.3

电化学阻抗谱

6

●

扩散双电层的模拟

6.1

带电表面在溶液中引起的双电层

3

高档期刊实战案例

Nature Energy  2018, 3(12), 1076

仿真模拟研究多孔电极对电解液中电流密度和电极上锂沉积机理经行研究

Stable metal battery anodes enabled by polyethylenimine sponge hosts by way of electrokinetic effects.

Matter2020, 3, 1–16. 

仿真研究锂的沉积生长

Ion-Transport-Rectifying Layer Enables LiMetal Batteries with High Energy Density.

Science advances2018, 4(11), eaat3446.

通过模拟说明增加固态空间电荷层对锂离子分布的影响

An ion redistributor for dendrite-free lithium metal anodes.

Advanced Materials2017, 29(40), 1703729.

通过模拟计算展示多孔电极中的电极电流密度分布

Stable Li metal anodes via regulating lithium plating/stripping in vertically aligned microchannels.

JACS2017, 139(13), 4815-4820.

锂离子在不同形状电极上的乘积速率比较

Lithium metal anodes with an adaptive “solid-liquid” interfacial protective layer.

上面列举的案例，只是科研文章中的九牛一毛。COMSOL的强大计算能力，能给出我们实验上理论指导、验证以及分析，为文章发表到Nature、Science等期刊上极大的助力。相信未来COMSOL为电磁领域仿真模拟带来更多成功和惊喜。

4

课程试听

5

模拟案例

 更多案例：http://www.zhongkehuancai.com

模拟服务联系人13051583953（微信同号）

6

学员作品

讲师简介

Dr. Li / Dr. Wang 

中科幻彩仿真模拟事业部技术总监

中国科学院博士

美国加州大学洛杉矶分校博士后

全国物理奥林匹克竞赛金牌

美国数学建模大赛一等奖（Final Winner）

以第一作者身份著述的多篇论文在众多顶级杂志发表：

《Nature Communications》

《Science Advances》

《Advanced Materials》

《JACS》

  ……

12年化学/材料/物理/工程/生物仿真模拟经验

300+通过模拟显著提升文章档次的案例

课

程

福

利

凡报名培训的学员将免费获赠COMSOL高级建模指导资料，科研常用有限元模拟案例模型文件及各学科领域计算公式资料文件，课后学员交流群持续讨论学习/专业讲师答疑指导

学员群课后交流 讲师随时解答

学员培训感受

7

课程特色

★特色一：COMSOL可以更好地服务于科研群体。我们课程将从科研实例出发，帮助学员掌握各种技巧和套路，轻松玩转有限元模拟软件。

★特色二：讲师总结八年有限元模拟经验，带领学员快速入门，学会如何从实际问题中提炼出物理模型，建立物理建模思维，掌握仿真模拟的一般方法和通用思路。

★特色三：将化学、物理、生物、材料等领域中典型模型作为实战案例，同时根据学员专业背景进行素材整理，量身定制课程内容，将学以致用发挥到极致。

★特色四：建立专属学员微信群，课前专业助教协助安装软件下载素材包，课后讲师长期群内随时答疑，不定期推送模拟技能提升小视频，帮助学员轻松应对仿真模拟中的常见难题。

★特色五：相当于三日的课时集中安排在两日的早中晚进行授课，课程内容更加丰富，学习节奏更加紧凑。

★特色六：我们承诺：学员一次报名，终身免费复学。无需担忧学不会、学不精，只要你愿意学，幻彩保证奉陪到底。

8

往期现场

9

报名通道

时间地点：

2022年01月08-09日 北京·中科院物理所

（更多场次请扫描下方二维码，表单中的场次实时更新）

注册费用：

原价：3490元/人

团报价：3190元/人（3人及以上）

报名咨询：15954129386（张老师）

备注：如有专场培训需求，可安排讲师赴贵单位开展专场培训，专场培训价格更优

提供正规发票（包括会议注册表、邀请函等报销材料）、费用包含两日午餐，住宿及其他费用自理

参加过科研模拟·学术仿真专题培训的学员只需1999元即可参加专题培训。

10

报名方式

扫描下方二维码在线填写报名表，工作人员会在收到报名信息的第一时间电话联系确认相关信息

表单报名如出现异常，请联系助教

Tel: [phone]（微信同号）

11

缴费方式

1.银行转账汇款（由济南分公司代收）

收款单位：北京中科幻彩动漫科技有限公司济南分公司

银行账号：15126701040003321

开户行：中国农业银行股份有限公司济南茶城支行

备注：姓名+单位+场次

2.支付宝转账

企业支付宝账户：

[e-mail]

请核对户名：北京中科幻彩动漫科技有限公司济南分公司

3.现场刷卡/现金

培训当天可刷公务卡或现金或微信支付，请扫码填写报名信息以便我们提前为您准备发票等报销手续

12

常见问题

Q：有限元仿真模拟对我的论文有怎样的帮助，真的能提高文章档次吗？

A：对于一部分的研究领域，例如人工超材料，理论上的模拟计算可以说是必不可少的。而对于更多的研究领域，模拟计算可以作为实验的补充，能进一步验证实验的结论，提高结论的说服力。理论模拟丰富了文章的内容，在工作量上也使文章更充实。另外模拟计算很多时候可以优化实验设计，提高实验效率。

Q：我是零基础学员，两天的时间也能学会吗？

A：我们的培训就是针对零基础学员的。我们的课程一方面讲授模拟软件的使用，更重要的是另一方面讲解科研中的理论建模的思维方法。如何把模拟加入自己的科研工作，提升文章的质量。

Q：什么专业方向都可以做有限元模拟吗？

A：有限元方法是一种一般性的数值计算的方法，用来求解各种偏微分方程，理论上只要是能用偏微分方程描述的物理化学过程都可以都用有限元方法求解。有限元不仅在各个物理学科和工程领域这些传统领域有广泛的应用，而且现在越来越多的运用到交叉学科的研究中，例如柔性传感器件，能源器件，生物工程，微流控等等几乎目前所有的热门研究领域。

Q：每场培训有多少学员呀？不会是那种人山人海的大课吧？

A：为保证教学质量，也为学员营造舒适的学习环境，我们每场培训都会将招生人数限制在30人以内，以保证良好的课堂秩序，同时安排助教协助学员进行软件安装、现场答疑、课堂辅助教学等。

Q：我是慢热型的学生，接受新知识慢，一次学不够怎么办？

A：老学员可以免费复听，一次报名终身免费复学，只要你学不够，我们就一直教下去～

Q：可以开具发票进行报销吗？

A：当然可以！我们将为学员开具正规发票，并可以根据学员报销需求提供培训邀请函、项目明细清单、会议注册表等材料，并在培训当天将发票和报销材料发放给学员。

Q：培训提供食宿吗？

A：我们为学员提供两日培训的午餐，住宿需要学员自费，我们会在报名确认邮件中发送周边酒店信息，方便学员选择和预定。老学员复听不再重复安排午餐和资料，带着身份证现场签到即可。

END

全面提升文章档次

你还需要精致的配图来助攻

一步到位解决各种配图问题

「基础操作+案例实战+经验传授」

具体课程介绍请戳图片链接

科学动画制作

想象一下

如果以后刷文献就像刷短视频一样

只需要一分钟甚至更短的时间

读者就能看完顶级学术大佬最新成果

想必看文献也将变成一件有趣的工作

因为科学成果的表达有更高效更直接的载体

——科学动画

以上动画制作来自中科幻彩

继封面之后

科学动画正逐渐成为学术圈大佬们的新宠

因为它的用途实在是太广泛

附加值可谓相当高

新闻媒体报道宣传

中国科学院院士、中科院物理研究所研究员高鸿钧团队在世界上首次实现了原子级精准控制的石墨烯折叠，其成果发表在了国际顶级杂志Science上。

中科幻彩制作，央视新闻频道播出

科学技术部高技术研究发展中心发布了“2019年度中国科学十大进展”。中国科学院物理研究所柳延辉研究组「基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃」的科研成果由中科幻彩为其制作了相关科学原理动画以及展示效果图，并在新闻联播播出。

中科幻彩制作，新闻联播播出

中国科学院国家空间科学中心对中国科学院空间科学战略性先导科技专项中部署的3颗卫星最新重大科学成果进行了集中发布。中科幻彩有幸为其成果设计制作了演示视频动画，该动画在央视新闻频道播出。

中科幻彩制作，央视新闻频道播出

助力顶级学术成果的展示

复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室教授聂志鸿团队在纳米“人造分子”制备领域取得重大突破，发表于国际顶尖学术期刊Science杂志。中科幻彩有幸为其成果设计制作了原理视频动画和艺术呈现图。

中科幻彩制作，发表在Science杂志

Nature杂志在线发表了普林斯顿大学和北京大学团队在在量子拓扑物质研究领域的最新进展，中科幻彩有幸为其成果设计制作了原理视频动画和艺术呈现图。

中科幻彩制作，发表在Nature杂志

暨南大学李丹教授团队报道了一种具有嵌入分子口袋的MOF材料，在基本不同的压力下向丙烯和丙烷开放，提出了下一代筛分材料设计，在吸附分离中有巨大的潜在应用。相关研究工作发表在国际顶级期刊Nature上，中科幻彩为其成果设计制作了科学原理演示视频动画。

中科幻彩制作，发表在Nature杂志

国际著名期刊Nature Astronomy在线发表了慧眼（HXMT）卫星最新观测结果：在高于200千电子伏特(keV)的能段发现了黑洞双星系统的低频准周期振荡，中科幻彩为其成果设计制作了演示视频动画、艺术呈现图以及文章插图，该动画在央视新闻频道播出。

中科幻彩制作，央视新闻频道播出

抽象科学原理的展示

中国科学院院士刘云圻利用化学气相沉积法合成氮掺杂石墨烯并对其电学性质进行了研究，发现氮掺杂可以有效地影响石墨烯的电学性质，极大地推动了石墨烯的研究与应用。

中科幻彩制作，北京卫视播出

新南威尔士大学华裔女科学家郝晓静，2020年荣获澳洲总理科学奖。中科幻彩受其委托为郝晓静老师制作了个人科研成果展示动画，郝晓静团队在过去的十年中致力于研发新型薄膜电池，创造了四次太阳能电池效率世界纪录，已成为全球太阳能薄膜电池科研的先行者，中科幻彩助力科学家科学成果的可视化展示和推广。

中科幻彩制作

北京航空航天大学张广军院士团队研制了列车运行状况正线动态测试站三类系列测试设备，填补国内空白，主要性能指标达到或超过国外主流产品，满足了我国铁路运输的迫切需求。

中科幻彩制作

阅尔基因(NuProbe Global)团队率先开发了一种独特且新颖的基于PCR的富集方法——阻断剂置换扩增(BDA)。BDA技术可在野生型DNA背景下选择性扩增低丰度序列变异(SNV和indels)。中科幻彩受阅尔基因公司委托为该项技术制作了科学原理演示动画，助力企业的核心技术展示和推广。

中科幻彩制作

重大学术会议宣传

中科幻彩受主办方中国工程院的委托，为2020年创新与新兴产业发展国际会议（IEID）制作了网页开场动画。

中科幻彩为会议官网制作的首页展示动画

重要学术会议报告

国际公认的纳米科技领域领军人物王中林院士，在中科院格致论道讲坛发表了有关摩擦纳米发电机演讲，中科幻彩为其制作了科研成果的原理演示视频，为王中林院士这项拥有10亿美元估值的技术助力添彩。

王中林院士演讲现场播放动画由中科幻彩制作

动态封面设计

Wiley和四川大学联合创办的开放获取式期刊SusMat首发刊正式上线，作为Wiley旗下“Mat”系列高端期刊成员之一，SusMat首发刊封面率先使用了动态封面，即将引领科学可视化表达的新风潮。其中，SusMat期刊LOGO以及两期动态封面的设计制作均由中科幻彩完成。

Susmat两期动态封面均由中科幻彩制作

千言万语不敌动画十秒，文字描述在动画演示面前显得笨拙无比，越来越多的顶刊开始引入视频摘要（Video Abstract）的表达形式，生动的科学视频让科研成果的表达不再晦涩难懂，也让更多学术圈外的普通人能够触及科学最前沿的内核，为科学成果的传播提供更加有力的途径。

中科幻彩制作

中科幻彩制作

为毕导视频《新冠疫苗的最完全解释》

制作原理动画

点击量超百万

中科幻彩制作

中科幻彩制作的动画作品

先后七次登上央视新闻联播

十次登上Science/Nature杂志

我们有专业的科学动画设计团队

为你提供专业的设计服务

中科幻彩制作

更多动画作品展示请登陆

https://space.bilibili.com/487058367

动画与PPT业务咨询

李女士17686795308  (微信同号）

我们将安排专业的项目经理上门沟通洽谈

备注：科研绘图设计与培训等其他业务请咨询芮雪17686689807（微信同号）

扫描下方二维码回复“有限元模拟”

获取有限元模拟在科研中运用教学视频

北京中科幻彩动漫科技有限公司

论文插图封面设计，科研绘图培训，实验图像处理、统计与作图排版培训，专场培训，科学动画，有限元模拟培训，PPT美化，宣传片

科技馆球幕/3D/VR电影

http://www.zhongkehuancai.com

北京市海淀区中关村东路89号恒兴大厦