1、电池材料教学大纲课程编码：0412102802课程名称：电池材料学时/学分：24/1.5先修课程：无机化学 、 物理化学 适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1课程性质：本课程是化学工程与工艺专业的一门专业选修课程。2课程任务：本课程兼具基础性和应用性特征。本课程的任务是：培养学生树立正确的科学精神，提高综合运用所学知识去分析问题、解决问题的能力；使学生了解化学电源的基本原理和主要材料，了解化学电源材料的研究热点和方向。二、课程教学基本要求通过本课程的教学，使学生了解化学电源的种类，掌握锂离子电池、镍氢电池、铅碳电池和燃料电池的结构、工作原理及常用的电池材料，了解化
2、学电源材料的研究热点和方向。成绩考核形式：期终成绩（闭卷考试） （70%）平时成绩（作业、课堂提问等） （30%） 。成绩评定采用百分制，60 分为及格。三、课程教学内容第一章 新能源汽车与绿色环境1.教学基本要求理解新能源汽车和绿色环境发展的必要性。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解新能源汽车、绿色环境等基本概念，理解新能源汽车和绿色环境发展的必要性。3.教学重点和难点教学重点是新能源汽车、绿色环境等基本概念。教学难点是绿色环境。4.教学内容主要知识点：地球的石油能源；汽车与环境污染；绿色环境。第二章 新能源汽车的心脏动力电池1.教学基本要求了解动力电池在新
3、能源汽车中的作用。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生准确理解动力电池等基本概念，掌握动力电池在新能源汽车中的作用。3.教学重点和难点教学重点是动力电池的基本概念。教学难点是动力电池的概念。4.教学内容主要知识点：动力电池在混合动力汽车中的作用；动力电池在纯电动汽车中的作用；新能源汽车对动力电池的要求。 第三章 动力电池的类型1.教学基本要求掌握动力电池的分类、特点、结构和工作原理。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解铅酸蓄电池、超级电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等基本概念，掌握动力电池的分类、特点、结构和工作原理。3.教学重点和难点
4、教学重点是铅酸蓄电池、超级电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等基本概念。教学难点是动力电池的结构和工作原理点。4.教学内容主要知识点：铅酸蓄电池和超级电池；金属氢化物-镍电池；锂离子电池；燃料电池。 第四章 动力锂离子电池的材料1.教学基本要求掌握锂离子动力电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜的作用、种类、特点及研究方向。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章学习，使学生能准确理解锂离子动力电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜等基本概念，掌握锂离子动力电池的各种材料的作用、种类、特点及研究方向。3.教学重点和难点教学重点是锂离子动力电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜的作用、种
5、类、特点及研究方向。教学难点是锂离子动力电池材料的研究方向。4.教学内容（1）正极材料主要知识点：磷酸铁锂；锰酸锂；三元材料；磷酸钒锂；硅酸盐类正极材料；锰基富锂层状正极材料。（2）负极材料主要知识点：碳材料；石墨材料；钛酸锂；其他新型负极材料。（3）电解液主要知识点：常用有机溶剂；有机电解质锂盐；有机电解质常用添加剂；有机电解质与电极材料的相容性；电解液组成与其理化参数之间的关系。（4）隔膜材料主要知识点：锂离子电池对隔膜材料的基本要求；隔膜材料的分类；锂离子动力电池对隔膜的特殊要求。第五章 动力金属氢化物-镍电池材料1.教学基本要求掌握动力金属氢化物-镍电池的正极材料、负极材料、电解液和隔
6、膜的作用、种类、特点及研究方向。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解动力金属氢化物-镍电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜等基本概念，掌握各种动力金属氢化物-镍电池材料的作用、种类、特点及研究方向。3.教学重点和难点教学重点是动力金属氢化物-镍电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜的作用、种类、特点及研究方向。教学难点是动力金属氢化物-镍电池材料的研究方向。4.教学内容（1）氧化镍正极材料主要知识点：镍电极的发展；氧化镍电极的充放电反应过程；氧化镍电极的添加剂；氧化镍电极材料的制备。（2）贮氢合金负极材料主要知识点：贮氢合金材料的发展；贮氢合金的吸氢过程；贮氢
7、合金电极的电化学容量；贮氢合金的种类；贮氢合金材料的制造；贮氢合金电极的制造； 贮氢合金材料的性能衰减；贮氢合金的表面处理技术。（3）隔膜与电解液材料主要知识点：隔膜材料；电解液。第六章 超级电池和铅碳电池材料1.教学基本要求掌握超级电池和铅碳电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜的作用、种类、特点及研究方向。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解超级电池和铅碳电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜等基本概念，掌握各种超级电池和铅碳电池材料的作用、种类、特点及研究方向。3.教学重点和难点教学重点是超级电池和铅碳电池的正极材料、负极材料、电解液和隔膜的作用、种类、特
8、点及研究方向。教学难点是超级电池和铅碳电池材料的研究方向。4.教学内容（1）正极材料主要知识点：正极板栅合金材料；正极活性物质；正极添加剂。（2）负极材料主要知识点：铅负极材料；碳材料；Pb-C 负极中碳材料的作用。（3）电解液主要知识点：电解液的质量要求；硫酸溶液的浓度； 硫酸溶液的电导率；硫酸溶液的冰点；电解液添加剂；胶体电解质。（4）隔膜材料主要知识点：超细玻璃纤维隔板；富液式混合纤维隔板。第七章 燃料电池材料1.教学基本要求掌握燃料电池的催化剂、阳极材料、阴极材料、电解液和隔膜的作用、种类、特点及研究方向。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学，使学生能准确理解质子交换膜燃
9、料电池、固体氧化物燃料电池、锂-空气电池等基本概念，掌握各种燃料电池材料的作用、种类、特点及研究方向。3.教学重点和难点教学重点是燃料电池的催化剂、阳极材料、阴极材料、电解液和隔膜的作用、种类、特点及研究方向。教学难点是燃料电池材料的研究方向。4.教学内容（1）质子交换膜燃料电池材料主要知识点：催化剂；流场板；质子交换膜；膜电极组件；直接甲醇燃料电池。（2）固体氧化物燃料电池（SOFC）材料主要知识点：SOFC 的结构特性；SOFC 的固体电解质材料；阳极材料；阴极材料；连接体。（3）锂-空气电池材料主要知识点：电解质材料；空气电极材料；催化剂；氧气选择性膜。四、学时分配表章序 内容 课时 备
10、注一 新能源汽车与绿色环境 1二 新能源汽车的心脏动力电池 1三 动力电池的类型 2四 动力锂离子电池的材料 6五 动力金属氢化物-镍电池材料 4六 超级电池和铅碳电池材料 4七 燃料电池材料 6合计 24五、教材及参考书教材：动力电池材料 主编：胡信国 出版社： 化学工业出版社 出版时间：2013 年参考书：1.绿色电源材料 主编：吴宇平 出版社： 化学工业出版社 出版时间：2008 年2.燃料电池 主编：王林山 出版社：冶金工业出版社 出版时间：2005 年3.高能量密度锂离子电池:材料、工程及应用 主编： 爱凡蒂斯 (K.E.Aifantis) 出版社：机械工业出版社 出版时间：2012 年4.动力电池技术与应用 主编：胡信国 出版社：化学工业出版社 出版时间：2013 年执笔： 李伟伟审定： 张 伟 徐绍红
