電池材料教學大綱課程編碼：0412102802課程名稱：電池材料學時/學分：24/1.5先修課程：無機化學、物理化學 適用專業：化學工程與工藝開課教研室：化工教研室一、課程性質與任務1課程性質：本課程是化學工程與工藝專業的一門專業選修課程。2課程任務：本課程兼具基礎性和應用性特征。本課程的任務是：培養學生樹立正確的科學精神，提高綜合運用所學知識去分析問題、解決問題的能力；使學生了解化學電源的基本原理和主要材料，了解化學電源材料的研究熱點和方向。二、課程教學基本要求通過本課程的教學，使學生了解化學電源的種類，掌握鋰離子電池、鎳氫電池、鉛碳電池和燃料電池的結構、工作原理及常用的電池材料，了解化學電源材料的研究熱點和方向。成績考核形式：期終成績（閉卷考試）（70%）平時成績（作業、課堂提問等）（30%）。成績評定采用百分制，60分為及格。三、課程教學內容第一章 新能源汽車與綠色環境1.教學基本要求理解新能源汽車和綠色環境發展的必要性。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生能準確理解新能源汽車、綠色環境等基本概念，理解新能源汽車和綠色環境發展的必要性。3.教學重點和難點教學重點是新能源汽車、綠色環境等基本概念。教學難點是綠色環境。4. 教學內容 主要知識點：地球的石油能源；汽車與環境污染；綠色環境。第二章 新能源汽車的心臟動力電池1.教學基本要求了解動力電池在新能源汽車中的作用。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生準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.教學重點和難點教學重點是動力電池的基本概念。教學難點是動力電池的概念。4. 教學內容 主要知識點：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.教學基本要求掌握動力電池的分類、特點、結構和工作原理。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生能準確理解鉛酸蓄電池、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、結構和工作原理。3.教學重點和難點教學重點是鉛酸蓄電池、超級電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池等基本概念。教學難點是動力電池的結構和工作原理點。4. 教學內容 主要知識點：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.教學基本要求掌握鋰離子動力電池的正極材料、負極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點及研究方向。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章學習，使學生能準確理解鋰離子動力電池的正極材料、負極材料、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、特點及研究方向。3.教學重點和難點教學重點是鋰離子動力電池的正極材料、負極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點及研究方向。教學難點是鋰離子動力電池材料的研究方向。4.教學內容 （1）正極材料 主要知識點：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）負極材料 主要知識點：碳材料；石墨材料；鈦酸鋰；其他新型負極材料。 （3）電解液 主要知識點：常用有機溶劑；有機電解質鋰鹽；有機電解質常用添加劑；有機電解質與電極材料的相容性；電解液組成與其理化參數之間的關系。 （4）隔膜材料 主要知識點：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.教學基本要求掌握動力金屬氫化物-鎳電池的正極材料、負極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點及研究方向。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生能準確理解動力金屬氫化物-鎳電池的正極材料、負極材料、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、特點及研究方向。3.教學重點和難點教學重點是動力金屬氫化物-鎳電池的正極材料、負極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點及研究方向。教學難點是動力金屬氫化物-鎳電池材料的研究方向。4. 教學內容 （1）氧化鎳正極材料 主要知識點：鎳電極的發展；氧化鎳電極的充放電反應過程；氧化鎳電極的添加劑；氧化鎳電極材料的制備。 （2）貯氫合金負極材料 主要知識點：貯氫合金材料的發展；貯氫合金的吸氫過程；貯氫合金電極的電化學容量；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。（3）隔膜與電解液材料 主要知識點：隔膜材料；電解液。第六章 超級電池和鉛碳電池材料1.教學基本要求掌握超級電池和鉛碳電池的正極材料、負極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點及研究方向。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生能準確理解超級電池和鉛碳電池的正極材料、負極材料、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、特點及研究方向。3.教學重點和難點教學重點是超級電池和鉛碳電池的正極材料、負極材料、電解液和隔膜的作用、種類、特點及研究方向。教學難點是超級電池和鉛碳電池材料的研究方向。4. 教學內容 （1）正極材料 主要知識點：正極板柵合金材料；正極活性物質；正極添加劑。 （2）負極材料 主要知識點：鉛負極材料；碳材料；Pb-C負極中碳材料的作用。（3）電解液 主要知識點：電解液的質量要求；硫酸溶液的濃度； 硫酸溶液的電導率；硫酸溶液的冰點；電解液添加劑；膠體電解質。（4）隔膜材料 主要知識點：超細玻璃纖維隔板；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、特點及研究方向。2.要求學生掌握的基本概念、理論、技能通過本章教學，使學生能準確理解質子交換膜燃料電池、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、特點及研究方向。3.教學重點和難點教學重點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、特點及研究方向。教學難點是燃料電池材料的研究方向。4. 教學內容（1）質子交換膜燃料電池材料 主要知識點：催化劑；流場板；質子交換膜；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：SOFC的結構特性；SOFC的固體電解質材料；陽極材料；陰極材料；連接體。（3）鋰-空氣電池材料 主要知識點：電解質材料；空氣電極材料；催化劑；氧氣選擇性膜。四、學時分配表章序內容課時備注一新能源汽車與綠色環境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： 化學工業出版社 出版時間：2013年參考書：1.綠色電源材料 主編：吳宇平 出版社： 化學工業出版社 出版時間：2008年2.燃料電池 主編：