26化工專業(yè)《電池材料》教學(xué)大綱李偉偉.doc

電池材料教學(xué)大綱課程編碼：0412102802課程名稱：電池材料學(xué)時/學(xué)分：24/1.5先修課程：無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué) 適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝開課教研室：化工教研室一、課程性質(zhì)與任務(wù)1課程性質(zhì)：本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。2課程任務(wù)：本課程兼具基礎(chǔ)性和應(yīng)用性特征。本課程的任務(wù)是：培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的科學(xué)精神，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識去分析問題、解決問題的能力；使學(xué)生了解化學(xué)電源的基本原理和主要材料，了解化學(xué)電源材料的研究熱點(diǎn)和方向。二、課程教學(xué)基本要求通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解化學(xué)電源的種類，掌握鋰離子電池、鎳氫電池、鉛碳電池和燃料電池的結(jié)構(gòu)、工作原理及常用的電池材料，了解化學(xué)電源材料的研究熱點(diǎn)和方向。成績考核形式：期終成績（閉卷考試）（70%）平時成績（作業(yè)、課堂提問等）（30%）。成績評定采用百分制，60分為及格。三、課程教學(xué)內(nèi)容第一章 新能源汽車與綠色環(huán)境1.教學(xué)基本要求理解新能源汽車和綠色環(huán)境發(fā)展的必要性。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生能準(zhǔn)確理解新能源汽車、綠色環(huán)境等基本概念，理解新能源汽車和綠色環(huán)境發(fā)展的必要性。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是新能源汽車、綠色環(huán)境等基本概念。教學(xué)難點(diǎn)是綠色環(huán)境。4. 教學(xué)內(nèi)容 主要知識點(diǎn)：地球的石油能源；汽車與環(huán)境污染；綠色環(huán)境。第二章 新能源汽車的心臟動力電池1.教學(xué)基本要求了解動力電池在新能源汽車中的作用。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生準(zhǔn)確理解動力電池等基本概念，掌握動力電池在新能源汽車中的作用。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是動力電池的基本概念。教學(xué)難點(diǎn)是動力電池的概念。4. 教學(xué)內(nèi)容 主要知識點(diǎn)：動力電池在混合動力汽車中的作用；動力電池在純電動汽車中的作用；新能源汽車對動力電池的要求。 第三章 動力電池的類型1.教學(xué)基本要求掌握動力電池的分類、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和工作原理。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生能準(zhǔn)確理解鉛酸蓄電池、超級電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池等基本概念，掌握動力電池的分類、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和工作原理。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是鉛酸蓄電池、超級電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池等基本概念。教學(xué)難點(diǎn)是動力電池的結(jié)構(gòu)和工作原理點(diǎn)。4. 教學(xué)內(nèi)容 主要知識點(diǎn)：鉛酸蓄電池和超級電池；金屬氫化物-鎳電池；鋰離子電池；燃料電池。 第四章 動力鋰離子電池的材料1.教學(xué)基本要求掌握鋰離子動力電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生能準(zhǔn)確理解鋰離子動力電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜等基本概念，掌握鋰離子動力電池的各種材料的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是鋰離子動力電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。教學(xué)難點(diǎn)是鋰離子動力電池材料的研究方向。4.教學(xué)內(nèi)容 （1）正極材料 主要知識點(diǎn)：磷酸鐵鋰；錳酸鋰；三元材料；磷酸釩鋰；硅酸鹽類正極材料；錳基富鋰層狀正極材料。（2）負(fù)極材料 主要知識點(diǎn)：碳材料；石墨材料；鈦酸鋰；其他新型負(fù)極材料。 （3）電解液 主要知識點(diǎn)：常用有機(jī)溶劑；有機(jī)電解質(zhì)鋰鹽；有機(jī)電解質(zhì)常用添加劑；有機(jī)電解質(zhì)與電極材料的相容性；電解液組成與其理化參數(shù)之間的關(guān)系。 （4）隔膜材料 主要知識點(diǎn)：鋰離子電池對隔膜材料的基本要求；隔膜材料的分類；鋰離子動力電池對隔膜的特殊要求。第五章 動力金屬氫化物-鎳電池材料1.教學(xué)基本要求掌握動力金屬氫化物-鎳電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生能準(zhǔn)確理解動力金屬氫化物-鎳電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜等基本概念，掌握各種動力金屬氫化物-鎳電池材料的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是動力金屬氫化物-鎳電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。教學(xué)難點(diǎn)是動力金屬氫化物-鎳電池材料的研究方向。4. 教學(xué)內(nèi)容 （1）氧化鎳正極材料 主要知識點(diǎn)：鎳電極的發(fā)展；氧化鎳電極的充放電反應(yīng)過程；氧化鎳電極的添加劑；氧化鎳電極材料的制備。 （2）貯氫合金負(fù)極材料 主要知識點(diǎn)：貯氫合金材料的發(fā)展；貯氫合金的吸氫過程；貯氫合金電極的電化學(xué)容量；貯氫合金的種類；貯氫合金材料的制造；貯氫合金電極的制造； 貯氫合金材料的性能衰減；貯氫合金的表面處理技術(shù)。（3）隔膜與電解液材料 主要知識點(diǎn)：隔膜材料；電解液。第六章 超級電池和鉛碳電池材料1.教學(xué)基本要求掌握超級電池和鉛碳電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生能準(zhǔn)確理解超級電池和鉛碳電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜等基本概念，掌握各種超級電池和鉛碳電池材料的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是超級電池和鉛碳電池的正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。教學(xué)難點(diǎn)是超級電池和鉛碳電池材料的研究方向。4. 教學(xué)內(nèi)容 （1）正極材料 主要知識點(diǎn)：正極板柵合金材料；正極活性物質(zhì)；正極添加劑。 （2）負(fù)極材料 主要知識點(diǎn)：鉛負(fù)極材料；碳材料；Pb-C負(fù)極中碳材料的作用。（3）電解液 主要知識點(diǎn)：電解液的質(zhì)量要求；硫酸溶液的濃度； 硫酸溶液的電導(dǎo)率；硫酸溶液的冰點(diǎn)；電解液添加劑；膠體電解質(zhì)。（4）隔膜材料 主要知識點(diǎn)：超細(xì)玻璃纖維隔板；富液式混合纖維隔板。第七章 燃料電池材料1.教學(xué)基本要求掌握燃料電池的催化劑、陽極材料、陰極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。2.要求學(xué)生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學(xué)，使學(xué)生能準(zhǔn)確理解質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、鋰-空氣電池等基本概念，掌握各種燃料電池材料的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。3.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)是燃料電池的催化劑、陽極材料、陰極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點(diǎn)及研究方向。教學(xué)難點(diǎn)是燃料電池材料的研究方向。4. 教學(xué)內(nèi)容（1）質(zhì)子交換膜燃料電池材料 主要知識點(diǎn)：催化劑；流場板；質(zhì)子交換膜；膜電極組件；直接甲醇燃料電池。（2）固體氧化物燃料電池（SOFC）材料 主要知識點(diǎn)：SOFC的結(jié)構(gòu)特性；SOFC的固體電解質(zhì)材料；陽極材料；陰極材料；連接體。（3）鋰-空氣電池材料 主要知識點(diǎn)：電解質(zhì)材料；空氣電極材料；催化劑；氧氣選擇性膜。四、學(xué)時分配表章序內(nèi)容課時備注一新能源汽車與綠色環(huán)境1二新能源汽車的心臟動力電池1三動力電池的類型2四動力鋰離子電池的材料6五動力金屬氫化物-鎳電池材料4六超級電池和鉛碳電池材料4七燃料電池材料6合計24五、教材及參考書教材：動力電池材料 主編：胡信國 出版社： 化學(xué)工業(yè)出版社 出版時間：2013年參考書：1.綠色電源材料 主編：吳宇平 出版社： 化學(xué)工業(yè)出版社 出版時間：2008年2.燃料電池 主編：