化学电源教学大纲学时：32学分：2教学大纲说明课程的目的与

1、化学电源教学大纲学时：32 学分：2教学大纲说明一、课程的目的与任务化学电源是一门介绍电化学基本原理在能源领域内应用的课程，主要介绍各类化学电源的结构、性能和制造工艺。课程目的：通过本课程的学习，要求学生较系统地掌握化学电源的基本概念和基本工作原理，了解常见化学电源的制造方法和工艺流程，并理解各环节的作用及其意义。本课程的任务是介绍（1）化学电源的理论基础；（2）一次化学电源；（3）铅酸蓄电池；（4）镍系电池；（5）锂系电池；（6）燃料电池；（7）其它化学电源；（8）电池检测技术和电池设计；（9）安全、环保和综合利用。二、课程的基本要求通过本课程的学习，要求学生做到：(1) 较系统的掌握化学电

2、源基本概念及基本工作原理；(2) 了解常见化学电源的制造方法和工艺流程；(3) 能利用所学有关电池的电化学特性，分析电池的电性能及影响因素，并对相应的工艺过程进行适当的讨论。三、与其他课程的联系与分工化学电源课程是无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学和电化学原理与测试技术等课程的后继课程。它是一门应用性较强的课程。它将电化学基本原理应用于能源领域，主要介绍各类化学电源的结构、性能和制造工艺。本课程为学生今后从事化学电源领域的研究与应用打下基础。四、课程的内容与学时分配(32学时)章次内 容总学时数课堂讲授学时数实验时数一化学电源概论22二一次化学电源66三铅酸蓄电池44四镍系电池6

3、6五锂系电池66六燃料电池22七其它化学电源22八电池检测技术和电池设计22九安全、环保和综合利用22总学时3232五、本课程的性质及适用对象应用化学专业选修教学大纲内容第一章 化学电源概论电极类型及结构 电极粘结剂 化学电源用隔膜 封口剂 电池组 化学电源的分类 一次电池的工作原理 高能电池原理 原电池电动势 电池内阻 开路电压和工作电压 电池容量与比容量 电池能量与比能量 电池功率与比功率 贮存性能和自放电 电池寿命 化学电源的应用教学提示：本章重点掌握化学电源的工作原理和主要性能。第二章 一次化学电源一次电池的主要类型 一次电池的符号和意义 锌-锰电池的分类 锌-锰电池的工作原理 锌-锰

4、电池材料 锌锰电池制造工艺 锌锰电池主要性能 锌-氧化汞电池工作原理 锌-氧化汞电池结构和制造工艺 锌-氧化汞电池的性能 锌-银电池工作原理 锌-银电池制造工艺 锌-银电池的性能 锌-空气电池的工作原理 锌-空气电池的结构及制造工艺 锌-空气电池的性能教学提示：本章重点掌握锌-锰电池的分类，锌锰电池材料，锌锰电池的工作原理和主要性能。第三章 铅酸蓄电池概述 铅酸蓄电池的分类 铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池的化学原理 二氧化铅电极充放电反应机理 正极自放电 铅负极充放电机理 铅负极添加剂及其作用机理 铅负极的不可逆硫酸盐化及消除方法 铅负极自放电 板栅的作用及性能 板栅腐蚀 板栅合金分类及特性 隔

5、板 电解液 铅酸蓄电池的制造工艺 铅酸蓄电池性能 铅酸蓄电池的使用和维护 密封式免维护铅酸蓄电池教学提示：本章重点掌握铅酸蓄电池的化学原理，二氧化铅电极充放电反应机理，铅负极充放电机理，铅酸蓄电池的制造工艺和主要性能。第四章 镍系电池镉-镍电池分类 镉-镍电池型号和标志 氧化镍电极工作原理 镉电极反应机理 密封镉-镍电池工作原理 镉-镍电池电极材料及电极的制造 镉-镍电池的结构和制造 镉-镍电池的性能 镉-镍电池的使用和维护 镉-镍电池技术进展 高压氢-镍电池的化学原理 高压氢-镍电池制造工艺分析 高压氢-镍电池的性能 金属氢化物-镍电池的工作原理 金属氢化物的基本特性 贮氢合金的分类 贮氢合

6、金的制造及表面改性 贮氢合金电极的制造 金属氢化物-镍电池的结构和制造工艺 金属氢化物-镍电池的性能 金属氢化物-镍电池的发展前景教学提示：本章重点掌握氧化镍电极工作原理，镉电极反应机理，镉-镍电池的结构和制造，镉-镍电池的性能，金属氢化物-镍电池的工作原理，金属氢化物-镍电池的结构和制造工艺及金属氢化物-镍电池的性能。第五章 锂系电池锂电池概述 锂电池的特性 锂电池命名方法 锂电池分类 锂电池的工作原理 锂电池的组成 锂有机电解质电池 锂无机电解质电池 锂离子电池概述 锂离子电池的化学原理 锂离子电池的正极材料 负极材料 电解液 隔膜 锂离子电池的结构和制造工艺 锂离子聚合物电池特性 聚合物

7、电解质 锂离子聚合物电池制造工艺 锂离子电池的性能 锂离子电池的应用前景教学提示：本章重点掌握锂电池的工作原理，锂电池的组成，锂离子电池的化学原理，锂离子电池的结构和制造工艺，锂离子电池的性能。第六章 燃料电池概述 燃料电池的特点 燃料电池工作原理 燃料电池的效率 燃料电池的工作电压 燃料电池用气体扩散电极 燃料的生产和提纯 水的生成及排除 热的生成及排除 燃料电池系统 燃料电池的类型教学提示：本章重点掌握燃料电池工作原理，燃料电池系统第七章 其它化学电源激活电池基本概念 热激活电池的工作原理 热激活电池的结构和激活方法 热激活电池的制造工艺 锂系热激活电池 水激活电池的工作原理 水激活电极的

8、制造 固体电解质电池概述 固体电解质的导电机理与一般特征 生成型电池 浓差电池 锂-碘电池 银-碘电池 钠-硫电池 教学提示：本章重点掌握激活电池基本概念，热激活电池的工作原理，热激活电池的结构和激活方法，水激活电池的工作原理，固体电解质的导电机理与一般特征。第八章 电池检测技术和电池设计电池设计基础 电池设计基本步骤 充放电性能测试 电池容量的测定 电池寿命及检测技术 电池内阻、内压的测定 高低温性能的测定 自放电及贮存性能的测试 安全性能测试 二次电池电极活性物质性能的测定 教学提示：本章重点掌握电池设计基本原则，评价电池性能的主要指标，决定电池特性的主要因素，电池设计基本步骤，充放电性能

9、测试，电池容量的测定，电池寿命及检测技术。第九章 安全、环保和综合利用化学危险品的毒性标准 腐蚀性化学品 易燃气体和液体 有关溶剂的安全防护 有关氧气浓度 氟树脂的热分解 氟树脂的安全防护措施 锌-锰电池的回收 铅酸电池的回收 镉镍电池的回收 氢-镍电池的回收 锂离子电池的回收 燃料电池催化剂中的铂及其回收方法教学提示：本章重点掌握化学危险品的毒性标准，腐蚀性化学品，易燃气体和液体，有关溶剂的安全防护，废旧电池的回收处理方法建议选用教材和参考书目建议选用教材：化学电源电池原理及制造技术（第一版），郭炳焜等编，中南大学出版社，2003主要参考书目：1.高能化学电源，管从胜 等编，化学工业出版社，

10、20052.化学电源工艺学，史鹏飞 编，哈尔滨工业大学出版社，20063.化学电源，吕鸣祥 等著，天津大学出版社，19924.化学电源导论，张文保等编，上海交通大学出版社，1992 应用电化学教学大纲学时：40 学分：2.5教学大纲说明一、课程的目的与任务应用电化学是一门介绍电化学基本原理在科学研究和生产实际中涉及电化学领域内应用的课程。课程目的是通过本课程的学习，要求学生较系统地掌握电化学的基本原理和方法，了解电化学的基本原理在实际的电化学生产领域和科学研究在的应用。本课程的任务是介绍电化学理论基础；电催化过程；化学电源；金属的表面精饰；电解制备无机物与有机物；电化学传感器；电化学腐蚀与防护

11、。二、课程的基本要求通过本课程的学习，要求学生做到：(1)较系统的掌握电化学基本原理；(2)了解电化学理论在科学研究和生产实际中的应用；(3)初步学会分析和解决电化学应用领域中各种实际问题的能力。三、与其他课程的联系与分工应用电化学课程是无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学和电化学基本原理等课程的后继课程。它是一门应用性较强的课程。它将电化学基本原理应用于科学研究和生产实际中。本课程为学生今后从事电化学领域的研究与应用打下基础。四、课程的内容与学时分配(40学时)章次内 容总学时数课堂讲授学时数实验时数一电化学理论基础88二电催化过程44三化学电源88四金属的表面精饰44五无机物的

12、电解工业44六有机物的电解合成44七电化学传感器44八电化学腐蚀与防护44总学时4040五、本课程的性质及适用对象应用化学专业 选修教学大纲内容第一章 电化学理论基础电化学体系的基本单元 电极 隔膜 电解质溶液 电解池的设计与安装 可逆电化学过程的热力学 不可逆电化学过程的热力学 非法拉第过程及电极/溶液界面的性能 电极的电容和电荷 双电层理论概要 零电荷电势与表面吸附 法拉第过程和影响电极反应速度的因素 电极反应种类和机理 电化学实验及电化学电池的变量 影响电极反应速度的因素及电极的极化 电极反应动力学简介 物质传递控制反应绪论 物质传递的形式 稳态物质传递 电化学研究方法介绍 稳态和暂态

13、循环伏安法 单电位阶跃法 恒电流电解 光谱电化学方法教学提示：本章重点掌握不可逆电化学过程的热力学；电极/溶液界面的性能及零电荷电势与表面吸附，电极反应动力学，和电化学研究方法等。第二章 电催化过程电催化的类型及一般原理 影响电催化性能的因素 评价电催化性能的方法 氢电极反应的电催化 氢氧化反应的电催化 氢电极反应的电催化 氧气的电催化还原 氧析出反应的电催化 有机小分子在单金属电催化剂上的氧化 有机小分子在二元或多元金属电催化剂上的氧化 有机小分子在金属及金属氧化物催化剂上的氧化 有机小分子氧化电催化剂的制备 有机小分子氧化催化剂的表征及反应机理的探讨教学提示：本章重点掌握电催化概念及氢电极

14、反应的电催化，氧气的电催化还原和有机小分子氧化电催化剂的制备。第三章 化学电源概述 主要术语 化学电源的主要性能 化学电源的选择与应用 一次电池的通性及应用 碱性锌锰电池 其他几种锌一次电池 锂电池 二次电池的一般性质及应用 铅酸蓄电池 碱性Ni/Cd电池 氢镍电池 锂电池和锂离子电池 Na/NaCl2二次电池 处于研究、开发中的锌二次电池 燃料电池的历史和发展 燃料电池的特点和分类 国内外燃料电池的研究现状 质子交换膜燃料电池 教学提示：本章重点掌握化学电源的主要性能及工作原理，和常用的一次电池与二次电池及燃料电池等结构。第四章 金属的表面精饰金属电沉积和电镀原理 简单金属离子的还原 金属铬

15、离子的还原 金属共沉积的原理 金属电结晶动力学 金属电沉积过程中表面活性物质的作用 电镀过程 镀层应具有的主要性能 影响镀层质量的因素 电镀生产工艺 几种典型的电镀过程 塑料的金属化涂装 金属的阳极氧化 金属阳极氧化原理 铝的阳极氧化 钛的阳极氧化 电泳涂装技术 教学提示：本章重点掌握金属电沉积和电镀原理，及简单金属离子的还原和金属共沉积的原理，电泳涂装技术。第五章 无机物的电解工业概述 氢碱工业 隔膜槽电解法 汞槽电解法 离子膜槽电解法 氢碱工业未来发展的展望 氯酸盐和高氯酸盐的电合成 氯酸钠 高氯酸盐 锰化物的电解合成 电解MnO2 高锰酸钾 电解法生产过氧化氢 水的电解教学提示：本章重点

16、掌握氢碱工业及离子膜槽电解法，氯酸盐和高氯酸盐的电合成。第六章 有机物的电解合成概述 有机电合成的若干发展方向 己二腈的电解合成 四烷基铅 糖精 苯二酚 有机化合物的电化学氟化 均匀设计法在有机电化学合成工艺中的应用 国外有机电解合成研究动向 阳极氧化反应 阴极还原反应，教学提示：本章重点掌握己二腈、四烷基铅、苯二酚的电解合成，及有机电化学合成工艺。第七章 电化学传感器概述 化学传感器分类 电位型传感器简介 控制电位电解型气体传感器 控制电位电解型气体传感器的发展 Clark电极 控制电位电解型气体传感器的结构原理 气体扩散电极在气体传感器中的应用 电流型气体传感器的几个性能指标 新一代SPE

17、控制电位电解型气体传感器的研制 生物电化学传感器 生物传感器的分类 酶传感器 教学提示：本章重点掌握化学传感器的概念，气体传感器和生物电化学传感器。第八章 电化学腐蚀与防护金属腐蚀与防护意义 金属的电化学腐蚀 腐蚀电池 电势pH图及其在金属防护中的应用 FeH2O体系的pH图的构作 FeH2O体系的pH图在金属防护上的应用 金属的电化学防腐蚀教学提示：本章重点掌握金属的电化学腐蚀概念和分类，及电势pH图及其在金属防护中的应用，金属的电化学防腐蚀。建议选用教材和参考书目选用教材：应用电化学，杨辉，卢文庆编，科学出版社，2001主要参考书：1.应用电化学，邝鲁生等编，四川人民出版社，1999 2.

18、应用电化学，杨绮琴等编，中山大学出版社，20013.腐蚀电化学，曹楚南著，化学工业出版社，19944.金属电沉积，周绍民著，上海科技出版社，19875.化学电源导论，张文保等编，上海交通大学出版社，1992工业腐蚀与防护教学大纲学时：32 学分：2教学大纲说明一、课程的性质、目的和任务工业腐蚀与防护是一门综合性技术科学，当代科学技术的进步，无论在材料科学、能源科学、环境科学等领域，都与电化学科学紧密相关。电化学与金属腐蚀是化学与生物工程专业中一门重要的专业基础课程，通过该课程的学习，使学生掌握电化学与金属腐蚀科学的基础理论并融会贯通，为后续专业课程的学习打下良好的理论。二、课程教学的基本要求经

19、过本课程的学习，使学生了解电解质溶液的导电机理及电化学科学所研究的对象；理解电极与溶液界面间的性质，理解金属腐蚀速度的表示方法及大气条件下，酸、碱、盐中金属的腐蚀，理解采取防腐蚀的一些措施；掌握原电池热力学、电极过程动力学、络合金属离子的还原及金属电结晶过程的基础理论，掌握腐蚀动力学的基础知识及电解质对涂膜渗透导致涂膜下金属腐蚀的基本原理。三、课程与其它课的联系本课程安排在物理化学课程后进行，学生学习本课程前必须具备无机化学、金属学、物理化学的系统基础知识。本课程学习完成后为后续课程如电化学测试技术、电解与电镀等打下良好的基础知识。四、课程的内容与学时分配章 次内 容总学时数课堂讲授学时数一电

20、化学腐蚀基本理论1010二影响腐蚀的结构因素88三金属在某些环境中的腐蚀44四金属结构材料的耐蚀性33五非金属结构材料的耐蚀特性33六防腐方法22七典型化工装置的腐蚀与防护分析22总学时数3232五、本课程的性质及适应对象应用化学专业选修。教学大纲内容第一章 电化学腐蚀基本理论要求深刻理解与熟练掌握的重点内容是: 1.金属电化学腐蚀的基本原理；2腐蚀电池；3腐蚀速度；4金属腐蚀速度计算；5析氢腐蚀及耗氧腐蚀；6金属的钝性。其中学生必须首先明确金属的化学腐蚀与电化学腐蚀的重要特征区别。深刻理解电化学腐蚀出现的条件，反应进行的过程以及影响腐蚀程度强弱的因素，学会利用调节影响因素来为我所用。难点:对

21、极化图和钝化特性曲线的理解以及钝化机理的解释。第二章 影响腐蚀的结构因素本章内容与本专业关系最密切，而且是本专业人员在设计时必须严格控制好的环节。要求熟练掌握的内容有:1.力学因素对腐蚀的影响；2. 表面状态与几何因素对腐蚀的影响； 3. 异种金属组合因素对腐蚀的影响；4.焊接因素对结构腐蚀带来的不利影响。第三章 金属在某些环境中的腐蚀本章需要了解的内容是:1.在高温气体中的腐蚀特点；2.在大气中的腐蚀特点；3.在土壤中的腐蚀特点；4.在海水中的腐蚀特点。在大自然中，不同的自然环境的化学特性对材料会造成不同的腐蚀后果，了解各种环境的腐蚀特点，是正确选择材料的前提。第四章 金属结构材料的耐蚀性要

22、求了解的内容是:1.金属耐蚀合金化原理；2.常用结构材料的耐蚀性；3.结构材料选择原则。前面已从腐蚀介质方面了解了它的腐蚀特性，这里再从材料方面去了解材料抵御介质侵蚀机理，只有知己知彼，才能获得最好的材料-介质搭配。第五章 非金属结构材料的耐蚀特性主要介绍的内容有:1.高分子材料的腐蚀特性和影响因素；2.耐腐蚀高分子材料；3.耐腐蚀无机非金属材料；4.碳-石墨；5.玻璃钢的耐蚀性。要求学生重点了解工程上常用的耐腐蚀非金属材料的耐蚀特性及适用条件，同时还要懂得这些材料的加工性能，从而在结构设计和使用中做好相应的配合。第六章 防腐方法主要介绍的内容有:1.电化学保护；2.衬里；3.防腐结构设计。本

23、章重点了解的是前面所学内容在工程上的实际应用。第七章 典型化工装置的腐蚀与防护分析选择介绍内容有:1.氯碱生产装置；2.尿素生产装置。氯碱和尿素是两个化工生产过程的典型，通过对装置腐蚀的处理介绍，达到让学生了解前面所学的腐蚀理论在工业生产中的具体应用的目的。建议教材与主要参考书目建议选用教材：过程装备腐蚀与防护陈匡民主编，化学工业出版社，2001主要参考书目：1.金属腐蚀手册，中国腐蚀与防护学会主编，上海科学技术出版社，19872.金属材料的耐腐蚀性，于福洲主编，科学出版社，19823.应力腐蚀破裂，左景伊主编，西安交通大学出版社，19854.金属腐蚀理论及应用，魏宝明主编，化学工业出版社，1

24、9845.耐蚀非金属材料及应用，陈正钧，杜玲仪主编，化学工业出版社，1985电解与电镀技术教学大纲学时：32 学分：2.5教学大纲说明一、课程教学目的与任务本课程为应用化学专业选修课程。其主要任务是：针对具有四大化学及电化学基础知识的学生介绍电镀和电解的基本原理和工艺技术，使学生了解铜、锌、铬、镍和合金镀层的性质、用途和工艺技术；了解电镀前表面处理的方法、重要意义；各类电解工艺的特点，如：常见的电解食盐、铜及金的生产原理及工艺流程。同时还需了解电镀与电解技术的发展前景，使学生具备进行相关工艺技术操作及进行工艺研究的基本能力。为毕业后从事相关的科研和技术工作打下良好的基础。二、课程教学基本要求力

25、求让学生在掌握电化学原理的基础上，更多地结合实际学习理论与生产实践的关系，使学生了解各类电镀及电解工艺的特点、现状与发展方向，并使学生掌握相关工艺技术的开发，具备进行相关工艺研究的能力。三、与其他课程的联系与分工本课程与前序的无机化学、物理化学、电化学原理系列课程等，以及后续的食品工厂设计与环境保护课程、专业方向课程设计环节等都有着密切联系，要求学生对这些前序课程的基本知识有较好的掌握。四、课程内容与学时分配章次内 容总学时数课堂讲授学时数实验学时一绪论22二金属的结晶44三电解液的分散能力与镀前处理44四单金属电镀44五合金电镀与非金属电镀43六电镀废水的处理41七电解食盐23八铜的电解精练

26、21九金的电解精练2410电解法生产金属纳米材料44总时数32五、本课程的性质及适应对象应用化学专业选修课程。教学大纲内容第一章 绪 论学习 电镀的基本概念与特点，电镀工业的发展，电镀技术的基本要求及 电解的基本概念与特点，分类与用途。我国电解工业的发展，学习电解技术的基本要求等。教学提示：重点在于让学生了解电镀与电解作用与发展趋势，熟悉电镀与电解技术的应用与前景。第二章 金属电结晶金属离子阴极还原的可能性、电结晶过程的动力学、简单金属离子及络离子还原时的极化电解液成分和工艺规范对电镀层性能的影响。教学提示：重点在于让学生学习与金属电结晶相关电化学动力学的知识以及选配电解液的基本原则。第三章 电解液的分散能力