《鋰離子電池原理與技術(shù)》教學大綱

1、鋰離子電池原理與技術(shù)課程教學大綱（總學時數(shù)：40，學分數(shù)：2.5）一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是新能源科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)課程。本課程的教學任務(wù)和目的，是使學生通過學習，掌握鋰離子電池的基本理論、知識和制備方法，認識鋰離子電池技術(shù)在新能源技術(shù)中的重要作用，使學生具備鋰離子相關(guān)測試及數(shù)據(jù)分析能力，為將來更有效地從事新能源科學相關(guān)技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。二、課程基本內(nèi)容和要求（一）鋰元素的物理、化學性質(zhì)了解鋰元素的物理及化學性質(zhì)。（二）鋰離子電池的基本概念與組裝技術(shù)1. 理解鋰離子電池的工作原理和特點，掌握鋰離子在鋰離子電池中的脫嵌過程。2. 了解鋰離子電池的電化學性能常用測試方法，掌握衡量鋰離

2、子電池性能的相關(guān)參數(shù)。3. 了解鋰離子電池的類型及鋰離子電池的設(shè)計，掌握鋰離子電池在設(shè)計過程中的影響因素。4. 掌握鋰離子電池的基本組成、關(guān)鍵材料及組裝技術(shù)。重點：鋰離子電池的工作原理，鋰離子電池的電化學性能，鋰離子電池的電化學性能測試方法等。難點：鋰離子電池的電化學性能測試，關(guān)鍵材料等等（三）鋰離子電池正極材料1. 了解鋰離子電池常用的正極材料的分類，微觀結(jié)構(gòu)。2. 掌握鋰離子電池正極材料的電化學性質(zhì)。3. 掌握鋰離子電池正極的制備方法。重點：鋰離子電池的正極材料特點，微觀結(jié)構(gòu)，電化學性質(zhì)及制備方法。難點：鋰離子電池正極材料的電化學性質(zhì)及制備方法等等（四）鋰離子電池負極材料1. 了解鋰離子電

3、池常用的負極材料的發(fā)展、分類及特點。2. 掌握碳型材料、錫基材料、硅基材料、合金材料、復合物材料、過渡金屬氧化物、鋰基負極材料的性能。3. 掌握鋰離子電池負極的制備方法。重點：鋰離子電池的負極材料特點，性能及制備方法。難點：鋰離子電池負極材料的電化學性質(zhì)及制備方法等等（五）鋰離子電池電解質(zhì)材料1. 了解常用的電解質(zhì)材料如C中心原子的鋰鹽、N中心原子的鋰鹽、B中心原子的鋰鹽、A1中心原子的鋰鹽、離子液體/室溫熔融鹽電解質(zhì)的性能和作用。2. 了解聚合物電解質(zhì)的類型和作用；掌握固體電解質(zhì)界面膜、以及電解液對電極的腐蝕等知識。3. 掌握無機固體電解質(zhì)LiX材料、Li3N及其同系物、含氧酸鹽以及薄膜固體

4、電解質(zhì)的特性。重點：鋰離子電池的電解質(zhì)材料特點，性能及作用。難點：固體電解質(zhì)界面膜、以及電解液對電極的腐蝕等。（六）電極材料的研究方法1. 了解X射線及其基本性質(zhì)、紅外光譜研究、拉曼(Raman)光譜研究、鋰離子擴散、電化學阻抗技術(shù)在鋰離子電池性能研究中的作用。2. 掌握鋰錳尖晶石以及層狀結(jié)構(gòu)Li-Mn-O的微觀結(jié)構(gòu)；了解鋰離子材料中的離子分布式。3. 了解鋰離子電池材料的動力學、熱力學和相平衡研究，掌握交流阻抗譜法在材料中的研究。重點：電極材料的研究方法及應(yīng)用。難點：鋰離子電池材料的動力學、熱力學及相平衡研究。（七）鋰離子電池的應(yīng)用及展望了解鋰離子電池在交通、國防、航空以及儲能等領(lǐng)域的應(yīng)用，

5、了解目前鋰離子電池研究領(lǐng)域的前沿與發(fā)展動態(tài)。三、學時分配表序號內(nèi) 容講授課內(nèi)實踐小計一鋰元素的物理、化學性質(zhì)22二鋰離子電池的基本概念與組裝技術(shù)88三正極材料88四負極材料88五電解質(zhì)44六電極材料研究方法88七鋰離子電池的應(yīng)用與展望22合 計4040四、課程考核考核要點包括鋰離子電池的工作原理，主要特點；鋰離子電池的電動勢，開路電壓的概念；鋰離子電池的分類，組成；鋰離子電池正極材料的組成和性能，鋰離子電池的常用制備方法及特點；鋰離子電池負極材料的種類及特點；鋰離子電池電解質(zhì)材料的種類及特點，電極材料的研究方法。課程考核方式為閉卷考試。考試成績由卷面成績、平時成績組成。其中卷面成績占60%，平

6、時成績占40%，平時成績包括課堂表現(xiàn)和作業(yè)情況。五、有關(guān)說明（一）先修課程工程化學，大學物理，高等數(shù)學，最好具備材料科學基礎(chǔ)的初步知識。（二）教學建議在講授時，注意結(jié)合老師的科研項目及學校的相關(guān)設(shè)備；認真指導學生做好調(diào)研，提高分析問題和解決問題的實際能力。（三）教學參考書1. 黃可龍，王兆祥，劉素琴. 鋰離子電池原理與關(guān)鍵技術(shù)，北京: HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key3=%BF%C6%D1%A7%B3%F6%B0%E6%C9%E7&order=sort_xtime_desc t _blank 化學工業(yè)出版社 2007。2. 日 HYP

7、ERLINK /writer/%E4%B9%89%E5%A4%AB%E6%AD%A3%E6%A0%91_1.html t _blank 義夫正樹，美 HYPERLINK /writer/%E6%8B%89%E5%B0%94%E5%A4%AB%C2%B7J.%E5%B8%83%E6%8B%89%E5%BE%B7_1.html t _blank 拉爾夫J.布拉德，日 HYPERLINK /writer/%E5%B0%8F%E6%B3%BD%E6%98%AD%E5%BC%A5_1.html t _blank 小澤昭彌等編； HYPERLINK /writer/%E8%8B%8F%E9%87%91%E7%84%B6_1.html t _blank 蘇金然， HYPERLINK /writer/%E6%B1%AA%E7%BB%A7%E5%BC%BA_1.html t _blank 汪繼強等翻譯。鋰離子電池-科學與技術(shù)，北京: HYPERLI