《功能材料学》教学规范

1、功能材料学教学规范课程类别：专业课 课程性质：必修课面向专业：材料科学与工程学院金属材料工程、材料成型与控制工程、材料物理及材料化学等专业。一、课程的性质、任务与基本要求1.本课程的性质与任务功能材料学是材料科学与工程专业一门理论性和实践性较强的重要专业课。本课程的教学目的是拓宽学生的知识面，使学生了解和掌握新型能源材料的性能、结构和制备方法，并且进一步加深学生对材料结构与性能之间关系的认识。2.课程的基本内容和要求（1） 通过学习应着重掌握锂离子电池、镍氢电池、燃料电池的基本原理，电极材料的结构、性能、及其制备方法。（2） 通过学习应掌握能源的分类、我国能源现状； （3）通过学习应掌握电池分

2、类、结构； （4）通过学习应掌握电化学基本知识； （5）通过学习应掌握太阳能电池原理、分类、结构、性能。3.教学环节与学时分配课堂教学： 48（36）学时二、教学内容与教学计划第一章 能源概述 2学时1.教学内容与学时（1）能源分类、我国能源现状 1学时（2）清洁能源、能源材料 1学时 2.重点与难点（1） 重点：能源分类，清洁能源材料的开发思路第二章 电池基本知识4学时1. 教学内容与学时（1）电化学基础 2学时（2）电池基本知识 2学时2.重点与难点（1）重点：电化学反应、正极、负极、阴极、阳极的概念，电池的基本组成、电池的容量、比容量、功率、比功率。（2）难点：正、负极与阴、阳极之间的关

3、系，电池容量与电极容量之间的关系。第三章 锂离子电池材料 12（8）学时1 教学内容与学时（1）锂离子电池的发展、原理及其性能 2（1）学时（2）负极材料的种类、结构、性能及其制备 4（3）学时（3）正极材料的种类、结构、性能及其制备 4（3）学时（4）电解质、塑性锂离子电池 2（1）学时2.重点与难点（1）重点：电化学嵌入/脱出反应的概念，锂离子电池反应原理，正、负极材料的种类、结构、性能和制备方法。（2） 难点：金属锂电极循环寿命短的原因，塑性锂离子电池反应立体化的实现方法。第四章 镍氢电池材料 10（8）学时2 教学内容与学时（1）镍氢电池的发展、原理、性能、应用 2（1）学时（2）负极

4、材料的种类、结构、性能及其制备 4（3）学时（3）正极材料的种类、结构、性能及其制备、电解质 2学时2.重点与难点（1）重点：镍氢电池反应原理，储氢合金的储氢原理，正、负极材料的种类、结构、性能和制备方法。（3） 难点：镍氢电池过充控制原理。第六章 燃料电池材料 12（8）学时1 教学内容与学时（1）燃料电池的发展、原理、性能、应用 1学时（2）碱性燃料电池的原理、结构、性能、电极材料及其制备 2（1）学时（3）磷酸型燃料电池的原理、结构、性能、电极材料及其制备 1学时（4）质子交换膜燃料电池的原理、结构、性能、电极材料及其制 3（2）学时（5）熔融碳酸盐燃料电池的原理、结构、性能、电极材料及

5、其制备 2（1）学时（6）固体氧化物燃料电池的原理、结构、性能、电极材料及其制备 3（2）学时2.重点与难点（1）重点：燃料电池原理、结构、性能，电催化剂、双极板的概念，燃料电池的电极材料、隔膜材料的选择，（4） 难点：三合一膜电极概念，电极制备工艺，熔融碳酸盐燃料电池电解液分配原理，固体氧化物燃料电池反应立体化。第六章 太阳能电池材料 8（6）学时1 教学内容与学时（1）半导体物理、能带理论概述 2学时（2） 太阳能电池工作原理、发展、种类 2学时（3） 晶体硅太阳能电池 2（1）学时（4） 非晶硅太阳能电池 1学时（5） 化合物太阳能电池 1（0）学时2.重点与难点（1）重点：能带理论，太阳能电池原理，载流子复合过程，太阳能电池性能改进措施，制备工艺。（2）难点：直接半导体和间接半导体的概念，背电场的概念。太阳能电池制备工艺。 三、教材与参考书1.教材 张刚.功能材料学讲义 2.主要参考书 梁彤祥.清洁能源材料.哈尔滨工业大学出版社,2003年第一版. 宋文顺 化学电源工艺学 中国轻工业出版社 1998年第一版 雷永泉 新能源材料 天津大学出版社 200