2015版化学电源教学大纲

《化学电源》课程教学大纲课程代码：080331018课程英文名称：Chemistrybatteries课程总学时：28讲课：28实验：0上机：0适用专业：应用化学专业大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是应用化学专业腐蚀与防护方向的专业基础必修课。本课程是介绍化学电源的基本原理、种类、设计方法和电化学测试方法的课程，为本专业培养目标的实现起着重要的作用。本课程为学生从事电池设计、生产、性能测试、管理和技术革新提供必要的专业知识，为学生从事毕业论文课题工作及毕业后从事电化学领域的工作奠定基础。同时承担着素质教育、工程教育和工程训练的基本职责。（二）知识、能力及技能方面的基本要求在知识方面应提供构建电化学专业工程师所必须具备的电化学及电池设计、生产、性能测试和管理相关的理论知识。在能力方面首先要有自学能力，其次形成科学的逻辑思维方法，以提高综合分析问题、解决问题的能力。技能方面应具有分析电池生产和性能测试中出现问题及解决问题的能力，能组织生产，解决电池生产和性能测试中出现的一般问题。（三）实施说明．教学方法：课堂讲授中要重点对化学电源的基本概念、基本原理的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。．教学手段：本课程在教学中采用电子教案、多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。（四）对先修课的要求化学电源是在学完无机化学、有机化学和电化学原理等专业基础课后开设的一门专业基础课。（五）对习题课、实验环节的要求教师可根据学生实际情况，在教学进程中灵活掌握习题量。（六）课程考核方式考核方式：考试考核目标：在考核学生对化学电源基本组成、基本原理和检测方法的基础上，重点考核学生的分析能力、实际应用能力和电池设计能力。成绩构成：课程的总成绩是最终理论考试、平时考核（包括中期考试、作业、小测验、提问等）成绩的总和，其中最终理论考试成绩占80%，平时考核成绩占20%。（七）参考书目《化学电源-电池原理及制造技术》，郭炳焜、李新海、杨松青编著，中南工业大学出版社，2003年《新型二次电池》，翟秀静、高虹、张爱黎编著，东北大学出版社，2003年

《高能化学电源》，管丛胜编著，化学工业出版社，2004年二、中文摘要本课程是应用化学专业腐蚀与防护方向的专业基础必修课程。课程通过对各种新型化学电源组成、工作原理、电化学特性、应用及其发展前景内容的讲授，使学生掌握各种新型化学电源的基本知识、基本原理，性能检测方法、并具有新型化学电源的简单设计能力。本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1化学电源概论441.1化学电源的组成及工作原理221.2化学电源的性能222化学电源的理论基础442.1可逆电池和可逆电极222.2电极过程223铅酸蓄电池443.1铅酸蓄电池工作原理和制备工艺223.2铅酸蓄电池性能测试224氢-馍电池444.1氢-馍电池工作原理和制备工艺224.2氢-馍电池性能测试225锂离子电池445.1锂离子电池工作原理和电池材料一225.2锂离子电池制备工艺和性能测试226电池设计446.1电池容量的设计1226.2电池极片的设计227电池性能检测技术447.1电池电化学性能测试227.2电池安全性能测试22合计2828四、教学内容及基本要求第1部分化学电源概论总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0第1.1部分化学电源的组成及工作原理（讲课2学时）具体内容：明确本课程的内容、性质和任务；掌握化学电源的组成；掌握化学电源的工作原理；重点：电极类型、结构及高能电池工作原理；难点：电极类型及结构习题：说明电极类型及结构说明各种新型化学电源的工作原理及特点第1.2部分化学电源的性能（讲课2学时）具体内容:掌握化学电源的各种电压参数；掌握化学电源的容量与比容量；重点:电池的容量与比容量；第2部分化学电源的理论基础总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0第2.1部分可逆电池和可逆电极（讲课2学时）TOC\o"1-5"\h\z具体内容:掌握可逆电池的工作原理；掌握可逆电极的工作原理；掌握可逆电池热力学知识；重点:可逆电池热力学；习题：.解释可逆电池和可逆电极概念第2.2部分电极过程（讲课2学时）具体内容:）掌握电极浓差电池工作原理；）掌握气体电极过程；）掌握极化作用过程；）半导体电化学；重点:气体扩散电极；难点：气体扩散电极和半导体空间电荷层习题：解释极化作用概念第3部分铅酸蓄电池总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0第3.1部分铅酸蓄电池工作原理和制备工艺（讲课2学时）TOC\o"1-5"\h\z具体内容:掌握铅酸蓄电池工作原理；掌握铅酸蓄电池制备工艺；重点:铅酸蓄电池电位pH图；难点：铅酸蓄电池电位pH图习题：.1.说明铅酸蓄电池的工作原理2.说明铅酸蓄电池电位pH图第3.2部分铅酸蓄电池性能测试（讲课2学时）具体内容:掌握铅酸蓄电池化成方法；掌握铅酸蓄电池性能测试方法；重点:铅酸蓄电池化成；第4部分氢-镍电池总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0第4.1部分氢-镍电池工作原理和制备工艺（讲课2学时）TOC\o"1-5"\h\z具体内容:掌握氢-镍电池工作原理；掌握氢-镍电池制备工艺；重点:氢-镍电池工作原理；习题：说明氢-镍电池的工作原理说明氢-镍电池的制备工艺第4.2部分氢-镍电池性能测试（讲课2学时）具体内容:掌握氢-镍电池化成方法；掌握氢-镍电池性能测试方法；重点:氢-镍电池化成；难点：氢-镍电池化成第5部分锂离子电池总学时（单位：学时）:4讲课:4实验:0上机:0第5.1部分锂离子电池工作原理和电池材料（讲课2学时）具体内容:锂离子电池工作原理和电池材料掌握锂离子电池工作原理；掌握锂离子电池电池材料组成与特性；重点:锂离子嵌入脱嵌原理和正极材料、负极材料组成与特性；难点：锂离子嵌入脱嵌原理习题：.1.说明锂离子电池的工作原理2.说明锂离子电池的组成第5.2部分锂离子电池制备工艺和性能测试（讲课2学时）具体内容:掌握锂离子电池制备工艺；掌握锂离子电池性能测试方法；重点:锂离子电池正、负极的制备；难点：锂离子电池正极和负极的制备第6部分电池设计总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第6.1部分电池容量的设计(讲课2学时)具体内容:掌握电池容量设计的基本方法；掌握电池容量设计的基本参数；重点:电池容量设计的基本方法；难点：电池容量设计的基本方法习题：.说明电池容量设计的基本方法第6.2部分电池极片的设计(讲课2学时)具体内容:掌握电池极片设计的基本步骤；掌握电池极片设计的基本设计参数；重点:电池极片设计的基本步骤；难点：电池极片的设计习题：说明电池极片设计的基本步骤第7部分电池性能检测技术总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第7.1部分电池电化学性能测试(讲课2学时)TOC\o"1-5"\h\z具体内容:掌握电池充放电性能测试方法；掌握电池容量测试方法；掌握电池寿命测试方法；重点:电池充放电性能