《新能源材料与器件》教学大纲

1、新能源材料与器件教学大纲课程编号 100091222课程名称: 新能源材料与器件高等教育层次：本科课程在培养方案中的地位：课程性质： 选修； 对应于 材料化学专业，属于：BZ专业课程基本模块开课学年及学期 非强制先修课程（a必须先修且考试通过的课程，b必须先修过的课程，c 建议先修的课程） b 无机化学，物理化学 c 材料科学与基础课程总学分：2.0，总学时: 32； 课程教学形式：0普通课程课程教学目标与教学效果评价课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）(必填)教学效果评价不及格及格，中良优知悉当今能源利用的现状，存在的问题，理解能源利用对保护环境作用，知悉和理解新能源的开发

2、利用包含着新材料的选择、先进技术的应用等多种要素，了解目前国内外新能源材料的开发热点。1完全不知道，2对新能原材料的现状和开发利用有碎片化的理解1.对新能源材料的现状和开发利用等有清楚的认识，但不完整。1.对新能源材料的现状和开发利用能完整的理解，但不系统，存在断点。1.对新能源材料的现状和开发利用能完整系统地理解2. 知悉和理解镍氢电池、锂离子电池、超级电容器、太阳能电池电池和燃料电池的工作原理和工作电极材料的选择及制备。1.完全不知道，2.对镍氢电池、锂离子电池、超级电容器、太阳能电池电池和燃料电池的工作原理和工作电极材料的选择及制备有碎片化的理解1.对镍氢电池、锂离子电池、超级电容器、太

3、阳能电池电池和燃料电池的主要内容，对于电极材料的选择及制备的核心过程能理解，但不完整。1.对镍氢电池、锂离子电池、超级电容器、太阳能电池电池和燃料电池的主要内容，对于电极材料的选择及制备的核心过程能完整理解，但不系统，存在断点。1.对镍氢电池、锂离子电池、超级电容器、太阳能电池电池和燃料电池的主要内容，对于电极材料的选择及制备的核心过程能完整系统地理解。3.通过课堂教学和文献研讨，使学生能够了解新能源材料技术领域的重要标准规范、重要学术论文的来源和检索途径，引导学生通过检索获取相关信息，使之有助于开展新材料能源领域的问题分析。1.完全不能了解新能源材料领域的重要标准规范、重要学术论文的来源和检

4、索途径，更不能通过检索信息而有助于开展复杂新材料问题的分析和解决。1基本了解新材料领域的重要标准规范、重要学术论文的来源和检索途径，基本能把检索信息用于开展新能源材料的问题分析。1掌握新材料领域的重要标准规范、重要学术论文的来源和检索途径，能把检索信息用于开展复杂新能源材料的问题分析。1. 掌握新能源领域的重要标准规范、重要学术论文的来源和检索途径，能熟练开展新能源领域信息检索，并把检索信息用于开展复杂新能源问题分析。4. 根据所掌握的新材料的特性，针对各种社会需求提出相应的新材料制备方案，具有分析材料制备方案可行性及可能影响因素的能力，形成新材料设计与分析的思维模式；1.完全没能力根据所掌握

5、的新材料的特性，针对各种社会需求提出相应的新材料制备方案，完全不能分析新材料制备方案可行性及可能影响因素问题；2.具有零碎的新材料理论的概念。2.整体上拥有根据所掌握新材料的特性，针对各种社会需求提出相应的材料制备方案，具有分析材料制备方案可行性及可能影响因素的能力，整体上形成了现代新材料设计与分析思维模式，但缺乏系统性。2.整体上拥有根据所掌握新材料特性，针对各种社会需求提出相应的现代材料制备方案，分析材料制备方案可行性及可能影响因素的能力，整体上形成了新材料设计与分析的思维模式，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。2. 拥有根据所掌握的新材料的特性，针对各种社会需求提出相应的现代材料制备

6、方案，分析材料制备方案可行性及可能影响因素的能力，形成了新材料设计与分析的思维模式。教学内容、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支撑的课程教学目标教学方法与策略（可结合教学形式描述）（选填）第一章 绪 论 1.1能源及其分类1.2能源经济以及世界能源现状1.3新能源及发展趋势21讲授、课堂讨论，应用图片展示，辅助网络课程资源补充相关拓展知识。第二章 新型二次电池材料 2.1新型二次电池概述2.2金属氢化物镍电池材料2.3锂离子电池材料2.4其它类型锂二次电池101,2,3,4讲授，提问，课题讨论、视频展示及辅助网络课程资源补充相关拓展知识。第三章 燃料电池 3.1燃料电池基本类型、工作原理

7、与特点3.2固体氧化物燃料电池材料与成行技术3.3质子膜燃料电池材料与电池成行技术81,2,3,4讲授，实物展示，课堂讨论、视频展示及辅助网络课程资源补充相关拓展知识。第四章 超级电容器 4.1超级电容器基本分类和工作原理4.2超级电容器材料和器件4.3超级电容器现状与未来发展趋势41,2,3,4讲授，实物展示，课堂讨论、视频展示及辅助网络课程资源补充相关拓展知识。第五章 太阳能电池 太阳能电池概述5.2太阳能电池原理5.3太阳能电池材料与制备工艺81,2,3,4讲授，实物展示，课堂讨论、视频展示及辅助网络课程资源补充相关拓展知识。考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的

8、记录方法。考核方式：闭卷考试成绩构成：平时考查：课堂提问及研讨，共30分； 期末考试：70分教材，参考书:选用教材：自编讲义参考书：雷永泉著. 新能源材料M. 天津:天津大学出版社，2000王革华著. 新能源材料概论M. 北京:化学工业出版社，2006吴宇平，袁翔云，董超，段冀渊著. 锂离子电池：应用与实践 M. 北京：化学工业出版社，2012. 马文会，于洁，陈秀华著. 固体氧化物燃料电池 M. 北京：化学工业出版社，2014朱美芳，熊绍珍著. 太阳能电池基础与应用 M. 北京：科学出版社，2014（法）弗朗索瓦等著，超级电容器：材料、系统及应用 M. 张治安译. 北京：机械工业出版社，20

9、14大纲说明：本课程通过介绍当今能源利用的现状，存在问题，未来解决办法，激发学生对对新能源材料的兴趣，推动学生未来自主深入学习各类能源材料，引导在新能源学科方向的发展。主要介绍各类新能源的基本概念，工作原理，器件的基本组成及器件对材料的基本技术要求，以及未来的发展趋势等。面向材料化学专业学生，适合与材料物理与化学相关专业。New Energy Materials and DevicesCourse code: 100091222Course name: New Energy Materials and DevicesLecture Hours: 32Laboratory Hours: 0Cre

10、dits: 2Prerequisite(s): Inorganic Chemistry, Physical Chemistry, Fundamental of Materials ScienceCourse Description:energy can be classified into two categories, i.e., traditional energy and new energy, The new energy is renewable energy generated from natural resources, which include solar energy,

11、hydropower, wind energy, and geothermal energy etc. Energy is an area where materials technology will play a particularly important role in meeting the needs of the future. Basically, we will focus on these materials for solar cell, hydrogen storage, secondary battery and fuel cell. The objective of

12、 this course is to introduce the current status and development of sustainable energy and related materials, and to make students known basic principles and technological routes in these related area. Powerpoint and video will be extensively used in the class.Course Outcomes:After completing this co

13、urse, a student should be able to:Develop opinions of new energy materials with modern science and technology.Analyze the relationship between structure, composition and properties of new energy materials.Design appropriate new energy device according to various batteries theory and technology to me

14、et desired system performance specifications. Course Content:Lectures and Lecture Hours: Introduction 2- Energy and its classification- Energy economy and world energy situation-New energy and development trendNew secondary battery materials10- introduction of new secondary battery-nickel metal hydr

15、ide battery materials-Li-ion battery materials-other types of lithium secondary batteryFuel Cell 8- the types of fuel cell, working principle and characteristics-solid oxide fuel cell materials and technology-proton exchange membrane fuel cell materials and technology Supercapacitor 4-working princi

16、ple and classification of supercapacitor- supercapacitor materials and devices-present situation and future development trend of supercapacitorSolar Cell 8- introduction of the solar cell- working principle of solar cells-solar cell materials and production processGrading: Prerequisite quiz10%Inclas

17、s Quizzes20%Final 70%Text & Reference Book: 1.Lei Yongquan. New energy materialsM. Tianjing:Tianjing University Press，20002. Wang gehua. Introduction of new energy materialsM. Beijing: Chemical Industry Press, 20063. Wu Yuping, Yuan Xiangyun, Dong chao, Duan Yiyuan. Li-ion batteries: application and practiceM. Beijing: Chemical Industry Press, 2012 4. Ma Wenhui, Yujie, Chen xiuhua. Solid oxide fuel cell M. Beijing: Chemical Industry Press，20145. Zhu Meifang, Xiong shaozhen. Fundamentals and applications of solar cells M. Beijing：Scie