21化工专业《电池原理及制造技术》教学大纲王辉 9.1

电池原理及制造技术电池原理及制造技术 教学大纲教学大纲 课程编码 0412102402 课程名称 电池原理及制造技术 学时 学分 32 2 先修课程 物理化学 化工原理 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专业选修课 2 课程任务 本课程主要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 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 毕业后从事电化学领域的工作奠定基础 二 课程教学基本要求 本课程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 培养学生的自学能力 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 在技能方面 学生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 能解决电池生产和性能测试中出现的一般问题 成绩考核形式 期末成绩 闭卷考试 70 平时成绩 作业 期中考试等 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 化学电源概论 1 教学基本要求 了解本课程的内容 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 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 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握化学电源的组成 工作原理及表示化学电源性能的参数 如电 压参数 容量参数等 3 教学重点和难点 教学重点是电极类型 结构及高能电池工作原理 电池的容量与比容量 教学难点是电极 类型及结构 4 教学内容 1 化学电源的组成 主要知识点 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 2 化学电源的工作原理 主要知识点 一次电池工作原理 高能电池工作原理 3 化学电源的性能 主要知识点 原电池电动势 电池内阻 开路电压和工作电压 电池的容量与比容量 电 池的能量与比能量 电池的功率与比功率 贮存性能与自放电 电池寿命 第二章 化学电源的理论基础 1 教学基本要求 掌握可逆电池和可逆电极的工作原理 理解浓差电池工作原理 掌握气体电极过程 掌握 极化作用过程 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握可逆电池和可逆电极的工作原理 掌握电极过程的原理和极化 作用过程如 气体电极过程 3 教学重点和难点 教学重点是可逆电池热力学 气体扩散电极 教学难点是气体扩散电极和半导体空间电荷 层 4 教学内容 1 可逆电池和可逆电极 主要知识点 可逆电池 可逆电极 化学电源用隔膜 可逆电池热力学 2 浓差电池 主要知识点 离子浓差电池 电极浓差电池 3 电极过程 主要知识点 极化作用 过电位 电化学步骤的基本动力学方程式 4 气体电极过程 主要知识点 氢电极过程 氧电极过程 电催化作用 气体扩散电极 5 半导体电化学 主要知识点 半导体 溶液界面反应 半导体空间电荷层 光电化学电池 第三章 铅酸蓄电池 1 教学基本要求 了解铅酸蓄电池工作原理 掌握铅酸蓄电池制备工艺 理解铅酸蓄电池化成方法 掌握铅 酸蓄电池性能测试方法 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握铅酸蓄电池的制备工艺和性能测试方法 3 教学重点和难点 教学重点是铅酸蓄电池电位 pH 图 铅酸蓄电池化成 教学难点是铅酸蓄电池电位 pH 图 4 教学内容 1 铅酸蓄电池的工作原理 主要知识点 铅酸蓄电池的化学原理 二氧化铅电极 负极活性物质 板栅合金 隔板 电解液 2 铅酸蓄电池的制备工艺 主要知识点 板栅制造 生极板制造 极板化成 电池化成 铅酸蓄电池装配 3 铅酸蓄电池性能测试 主要知识点 电性能 充放电特性 电池容量 电池贮存性能 第四章 氢 镍电池 1 教学基本要求 了解氢 镍电池工作原理 掌握氢 镍电池制备工艺 理解氢 镍电池化成方法 掌握氢 镍 电池性能测试方法 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握氢 镍电池的制备工艺和性能测试方法 3 教学重点和难点 教学重点是氢 镍电池工作原理 氢 镍电池化成 教学难点是氢 镍电池化成 4 教学内容 1 高压氢 镍电池 主要知识点 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 2 金属氢化物 镍电池 MH Ni 电池 主要知识点 MH Ni 电池的工作原理 MH Ni 电池的结构和制造工艺 MH Ni 电池的性能 MH Ni 电池的发展前景 第五章 锂离子电池 1 教学基本要求 理解锂离子电池的工作原理 掌握锂离子电池的电池材料组成与特性 掌握锂离子电池的 制备工艺 掌握锂离子电池的性能测试方法 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握锂离子电池的制备工艺 电池材料组成和电池性能测试方法 3 教学重点和难点 教学重点是锂离子嵌入脱嵌原理和正极材料 负极材料组成与特性 锂离子电池正 负极 的制备 教学难点是锂离子嵌入脱嵌原理 锂离子电池正极和负极的制备 4 教学内容 1 锂离子电池的化学原理和电池材料 主要知识点 锂离子电池的化学原理 正极材料 负极材料 电解液 隔膜 2 锂离子电池的结构和制造工艺 主要知识点 正极活性物质制造 碳负极材料制造 正 负极制造 组装 3 锂离子电池的性能和应用前景 主要知识点 锂离子电池的性能测试方法 电池成本 电动汽车用锂离子电池 第六章 电池设计 1 教学基本要求 掌握电池容量设计的基本方法 了解电池容量设计的基本参数 掌握电池极片设计的基本 步骤 了解电池极片设计的基本设计参数 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握电池容量的设计方法 基本参数及电池极片的设计 3 教学重点和难点 教学重点是电池容量设计的基本方法 电池极片设计的基本步骤 教学难点是电池容量设 计的基本方法 电池极片的设计 4 教学内容 1 电池容量的设计 主要知识点 电池容量设计的基本方法 电池容量设计的基本参数 2 电池极片的设计 主要知识点 电池极片设计的基本步骤 电池极片设计的基本设计参数 第七章 电池性能检测技术 1 教学基本要求 了解电池安全性能概念 掌握电池电化学性能测试方法 掌握电池安全性能测试方法 2 要求学生掌握的基本概念 理论 技能 通过本章教学 使学生掌握电化学性能和安全性能的测试技术 3 教学重点和难点 教学重点是电池充放电性能和电池容量的测试 电池热箱和过充放电实验测试方法 教学 难点是电池充放电性能测试 电池热箱和过充放电实验测试方法 4 教学内容 1 电池电化学性能测试 主要知识点 电池充放电性能测试方法 电池容量测试方法 电池寿命测试方法 2 电池安全性能测试 主要知识点 电池针刺实验测试方法 电池挤压实验测试方法 电池热箱实验测试方法 电池过充放电性能测试方法 4 学时分配表 章序内容学时备注 一化学电源概论 4 二化学电源的理论基础 6 三铅酸蓄电池 4 四氢 镍电池 4 五锂离子电池 6 六电池设计 4 七电池性能检测技术 4 合计 32 五 教材及参考书 教材 化学电源 电池原理及制造技术 主编 郭炳焜 出版社 中南工业大学出版