《锂离子电池-应用与实践》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Lithium-ion batteries-application and practice 课程代码 NE1018 课程性 专业选修课程 授课对黛 新能源材料与器行 分 25 时 5 主讲教师 曲群妈 修订日期 2021年8月15日 指定教材 吴字平等编著，《望离子电池-应用与实瓷》（第二板），化学工业出版社。012年 二、课程目标 (一)总体目标 《离子电池一应用与实我》是门专业选修课程，且为学位课程。漫程旨在为生提供一个了解锂离子电池行业的入门介绍。使学生能够对木专业方向形 成整体认识，了解锂离子电拒的发辰、研究领城和主要问愿，熟忌专业的知识体系，条握望高子电池组装测试的基本投能。为华业后的学术或科研工作打下 必要的专业基陆。在专业态度上养成良好的自学和努力意识，痛养对健离子电池领城的热情，并在一定程度上明确和建立今后发低的专业方向，为个人专业 的职业发展提供导向。 (二)课程目标： 作为一门专业选修课程 本课程在带助学生对望离子电池的基本理、专业术语、主要研究减及相应的基本理论及研究方法、电的粗装流程有个 误程日标1： 1,1通过离子电池发展过程和原理的学习，对锂离子电池的凝生过程形成正确的认识。使其对新能源的发展过程具有一定的认知， 1,?通过对高子电地专业术语的学习。使其能够现解相关专业的词汇 课程目标2： 2.1对锂离子电池材料的遮择要求进行学习，使学生具有对正、负极材料的综合性能进行评价的能力。 22通过对材料测试方法的学习，使学生掌报对村料性能进行评价的基本方法. 课程目标3： 3通过对碳材科包括无定形和石化质材料的储锂性能及机理分类学习，使其对链离子电的负极碳材科进行较为全而的认知， 3.2通过负极界面$E1的学习，使学生了解界面在御离子电池中的重受性， 课程目标4： 4。【对非碳基负极材料包括嵌入型、合金型、转化型等负极材料的学习。 4.2充分认识各种负极材料的优缺点。 4.3对下一代链离子电负极材料的发履方向进行了解。 课程目标5 5,1对正极材料、电解液和隔限的基本分类、组成和性能等方面的学习。 5.2对锂离子电池的其他重要组成材料进行全面的了解。 5.。3能够对市场上正在使用的相关材料进行评价并了解其大致的研发方向 程目标6： 6,1通过对电损的制备和电池组装测试等实验操作，使学生掌捏基本的锂离子电池组装工艺和对电池材料的测试方法，使其能够在相美方向的科研工作 中具有基本的专业技能
《锂离子电池-应用与实践》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Lithium-ion batteries-application and practice 课程代码 MDNE1018 课程性质 专业选修课程 授课对象 新能源材料与器件 学 分 2.5 学 时 54 主讲教师 曲群婷 修订日期 2021年8月15日 指定教材 吴宇平等编著，《锂离子电池-应用与实践》（第二版），化学工业出版社，2012年 二、课程目标 （一）总体目标： 《锂离子电池-应用与实践》是门专业选修课程，且为学位课程。课程旨在为学生提供一个了解锂离子电池行业的入门介绍，使学生能够对本专业方向形 成整体认识，了解锂离子电池的发展、研究领域和主要问题，熟悉专业的知识体系，掌握锂离子电池组装测试的基本技能，为毕业后的学术或科研工作打下 必要的专业基础。在专业态度上养成良好的自学和努力意识，培养对锂离子电池领域的热情，并在一定程度上明确和建立今后发展的专业方向，为个人专业 的职业发展提供导向。 （二）课程目标： 作为一门专业选修课程，本课程旨在帮助学生对锂离子电池的基本原理、专业术语、主要研究领域及相应的基本理论及研究方法、电池的组装流程有个 全面的框架性理解。要求学生能够掌握锂离子电池的基本原理；熟悉关键材料的加工制备方法；了解关键材料在实际应用的中的优缺点和改性方法；体验电 池的组装和测试过程及其实际应用。从而提升学生的专业技术能力，使其产生相应的研究兴趣，为后续科研学习或是社会工作打下基础。 课程目标1： 1．1通过锂离子电池发展过程和原理的学习，对锂离子电池的诞生过程形成正确的认识，使其对新能源的发展过程具有一定的认知。 1．2 通过对锂离子电池专业术语的学习，使其能够理解相关专业的词汇。 课程目标2： 2．1对锂离子电池材料的选择要求进行学习，使学生具有对正、负极材料的综合性能进行评价的能力。 2.2 通过对材料测试方法的学习，使学生掌握对材料性能进行评价的基本方法。 课程目标3： 3．1通过对碳材料包括无定形和石墨化碳材料的储锂性能及机理分类学习，使其对锂离子电池的负极碳材料进行较为全面的认知。 3．2通过负极界面SEI的学习，使学生了解界面在锂离子电池中的重要性。 课程目标4： 4．1对非碳基负极材料包括嵌入型、合金型、转化型等负极材料的学习。 4．2充分认识各种负极材料的优缺点。 4．3对下一代锂离子电池负极材料的发展方向进行了解。 课程目标5： 5．1对正极材料、电解液和隔膜的基本分类、组成和性能等方面的学习。 5．2对锂离子电池的其他重要组成材料进行全面的了解。 5．3能够对市场上正在使用的相关材料进行评价并了解其大致的研发方向 课程目标6： 6．1通过对电极的制备和电池组装测试等实验操作，使学生掌握基本的锂离子电池组装工艺和对电池材料的测试方法，使其能够在相关方向的科研工作 中具有基本的专业技能
(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应美系表 课程目标 误程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 1.1 鲤高子电池的发展和原理 毕业婴求1-7、11、12 课程目标1 1.2 锂高子电池专业术语 毕业要求1-7、11、12 21 望离子电池材料的选择 毕业婴求1-7、11、12 课程日标2 22 银高子电池材料的测试方法 毕业复求1-7、11、12 课程目标3 31 碳负极材料 毕业发求1-7、12 3.2 负极界面SE 华业要求1-7、2 课程目标4 41 合金类负极材料 毕业要求1-7、12 42 嵌入型负极材料 毕业要求1-7、12 43 转化型负服材料 华业要求1-7、12 课程目标5 5.1 正极材料 毕业要求1-7、12 52 电解液 华业要求1-7、2 5.3 隔膜 华业要求1-7、12 课程目标6 6.1 电极制备与电池组装测试 毕业要求8-10 三、教学内容 第一章组离子电池豚述 1.教学目标 掌捏望离子电池的工作原理：熟透电池的发展史：了解里二次电池和樱离子电池的区别。 2.教学重难点 银离子电池的工作原痒和充放电过程中正、负极发生的电化学反应。银离子电池的优势。 3.教学内容 第一节电池的发展 第二节高性能电池的参 第三节健离子电池的诞生过程和专业术语 第四节锂离子电池的原理及特点 第五节高子电池的结构 4教学方法 讲授法，分组讨论法. 5.教学评价
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 课程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 课程目标1 1.1 锂离子电池的发展和原理 毕业要求1-7、11、12 1.2 锂离子电池专业术语 毕业要求1-7、11、12 课程目标2 2.1 锂离子电池材料的选择 毕业要求1-7、11、12 2.2 锂离子电池材料的测试方法 毕业要求1-7、11、12 课程目标3 3.1 碳负极材料 毕业要求1-7、12 3.2 负极界面SEI 毕业要求1-7、12 课程目标4 4．1 合金类负极材料 毕业要求1-7、12 4.2 嵌入型负极材料 毕业要求1-7、12 4.3 转化型负极材料 毕业要求1-7、12 课程目标5 5.1 正极材料 毕业要求1-7、12 5.2 电解液 毕业要求1-7、12 5.3 隔膜 毕业要求1-7、12 课程目标6 6.1 电极制备与电池组装测试 毕业要求8-10 三、教学内容 第一章 锂离子电池概述 1.教学目标 掌握锂离子电池的工作原理；熟悉电池的发展史；了解锂二次电池和锂离子电池的区别。 2.教学重难点 锂离子电池的工作原理和充放电过程中正、负极发生的电化学反应，锂离子电池的优势。 3.教学内容 第一节 电池的发展 第二节 高性能电池的参数 第三节 锂离子电池的诞生过程和专业术语 第四节 锂离子电池的原理及特点 第五节 锂离子电池的结构 4.教学方法 讲授法，分组讨论法。 5.教学评价
思考回答下列问题： 组二次电池和离子电泡的本质区刚在哪里？ 第二章锂离子电池主要材料的选择要求及其研究方法 1.教学目标 了解健离子电池正、负极材料以及电解的选择要求：熟丞链离子电池主要材料的研究方法。 2.教学重难点 得离子电池正、负极材料的特性和读择标准：材料的分析测试方法。 3.教学内容 第一节锂离子电池正极材料的迹择袋求 第二节望离子电池负极材料的选择要求 第三节电解质的选样要求 第四节鲤离子电池材料的一些研究方法 4.教学方法 讲授法，自主学习，实验法。 品教学评价 思考回答下列问题： 粉末类电极材料的关键表征方法有些： 第三章碳负极材料 1.教学目标 幸据碳负授材料与电解质之间的界面$E1膜的作用：热卷碳负极材料的支性方法。 2.教学重难点 SE的形成机理及作用 3.教学内容 第一节碳材料的发展和性能 第二节石化碳负极材料 第三节无定形碳材料 第四节碳材料的或性 第五节碳负极材料与电解质之同的界面 4.教学方法 讲授法，自主学习法。 5.数学评价 思考回答下列问思： 石墨类负吸材料的充放电特性有哪些？碳负极表面的体电解质相界面是什么？有何功能？ 第四章非碳基负极材料 1教学目标
思考回答下列问题： 锂二次电池和锂离子电池的本质区别在哪里？ 第二章 锂离子电池主要材料的选择要求及其研究方法 1.教学目标 了解锂离子电池正、负极材料以及电解质的选择要求；熟悉锂离子电池主要材料的研究方法。 2.教学重难点 锂离子电池正、负极材料的特性和选择标准；材料的分析测试方法。 3.教学内容 第一节 锂离子电池正极材料的选择要求 第二节 锂离子电池负极材料的选择要求 第三节 电解质的选择要求 第四节 锂离子电池材料的一些研究方法 4.教学方法 讲授法，自主学习，实验法。 5.教学评价 思考回答下列问题： 粉末类电极材料的关键表征方法有哪些？ 第三章 碳负极材料 1.教学目标 掌握碳负极材料与电解质之间的界面SEI膜的作用；熟悉碳负极材料的改性方法。 2.教学重难点 SEI膜的形成机理及作用。 3.教学内容 第一节 碳材料的发展和性能 第二节 石墨化碳负极材料 第三节 无定形碳材料 第四节 碳材料的改性 第五节 碳负极材料与电解质之间的界面 4.教学方法 讲授法，自主学习法。 5.教学评价 思考回答下列问题： 石墨类负极材料的充放电特性有哪些？碳负极表面的固体电解质相界面是什么？有何功能？ 第四章 非碳基负极材料 1.教学目标
李据三类丰碳基负极材料的储钾反应机制：了解多种非碳基负极材料的制备和或性方法。 2教学重难应 非碳基负极材料的反应机制和理论容量计算。 3.教学内容 第一节嵌入型负极材料 第二节合金型负极材料 第三节转化型负极材料 第四节其他负极材料 4.教学方法 讲授法。分组讨论法。 瓜.教学评价 思考回答下列问题： 按照反应机制，香碳基负极材料主要分为哪几类？ 第五章正极材料、隔膜、电解液 1.敦学日标 掌汽几种商业化正极材料的脱帐锂反应：了解几种正极材料的制条方法：了鲜离题的组成和加工方法：熟透电解液的配方， 2.教学重难点 几种商业化正极材料的类型和反应机 3.教学内容 第一节正极材料 第二节电解液 第三节隔膜 4.教学方法 讲授法，分组讨论法。 品.教学评价 思考回答下列问题： 商用正极材料主要有哪些及其理论储锂容量如何计算？ 第六章电极制备与电池组装测试 1.教学标 掌据正、负极极片的制备：草挥纽扣式全电池和半电池的组装：熟委电池的测试程序。 2.教学重难点 几种商业化正极材料的类型和反应机理 3,教学内容 第一节电极浆料的制各与涂膜 第二节细扣电池的组装 第三节电池的测试与数据处理 4.教学方法
掌握三类非碳基负极材料的储锂反应机制；了解多种非碳基负极材料的制备和改性方法。 2.教学重难点 非碳基负极材料的反应机制和理论容量计算。 3.教学内容 第一节 嵌入型负极材料 第二节 合金型负极材料 第三节 转化型负极材料 第四节 其他负极材料 4.教学方法 讲授法，分组讨论法。 5.教学评价 思考回答下列问题： 按照反应机制，非碳基负极材料主要分为哪几类？ 第五章 正极材料、隔膜、电解液 1.教学目标 掌握几种商业化正极材料的脱嵌锂反应；了解几种正极材料的制备方法；了解隔膜的组成和加工方法；熟悉电解液的配方。 2.教学重难点 几种商业化正极材料的类型和反应机理。 3.教学内容 第一节 正极材料 第二节 电解液 第三节 隔膜 4.教学方法 讲授法，分组讨论法。 5.教学评价 思考回答下列问题： 商用正极材料主要有哪些及其理论储锂容量如何计算? 第六章 电极制备与电池组装测试 1.教学目标 掌握正、负极极片的制备；掌握纽扣式全电池和半电池的组装；熟悉电池的测试程序。 2.教学重难点 几种商业化正极材料的类型和反应机理。 3.教学内容 第一节 电极浆料的制备与涂膜 第二节 纽扣电池的组装 第三节 电池的测试与数据处理 4.教学方法
讲授法。实验法。 5.教学评价 思考句答下列问题： 全电池的正、负极片活性物质质量如何匹？ 四、学时分配 表2：各章节的具体内容和学时分配表 章背 章节内容 学时分配 第一草 锂离子电池服述 第二意 健离子电池主要材料的选择求及其研究方法 6 第三章 碳负极材料 第四布 非碳基负极材料 第五章 正极材料、隔膜，电解液 8 第六章 电极制备与电池组装测试 五、教学进度 表3：教学进度表 周次 日期 章节名称 内容提要 投课时数 作业及要求 第一节电池的发展 第二节高性能电池的参数 作业：完成木章思 考题， 1-3 第一幸德离子电 池瓶述 第三节锂高子电池的美生过程和专业术语 2 第四节锂离子电池的原理及特点 第五竹 离子电池的结 的中英文文献。 第一节健离子电池正极材料的选择要天 作业：完成本章思 第一音细直子由 第二节健离子电池负极材料的法择受求 4-5 池主要材料的选择 要求：对离子电 要求及其研究方法 第三节电解质的选择求 池材料能否实用化 第四节绳离子电池材料的一些研究方法 进行判新 第一节碳材料的发展和性能 第二节石塑化碳负极材料 6-7 第三章碳负极材 第三节无定形碳材料 料 第四节碳材料的改性 材料的充放电特 进行播球 第五节碳负极材料与电解质之间的界面 8-10 第四章非碳基负 第一节嵌入型负极材料 作业：完成本章思 极材料 第二节合金型负极材 考题
讲授法，实验法。 5.教学评价 思考回答下列问题： 全电池的正、负极片活性物质质量如何匹配? 四、学时分配 表2：各章节的具体内容和学时分配表 章节 章节内容 学时分配 第一章 锂离子电池概述 7 第二章 锂离子电池主要材料的选择要求及其研究方法 6 第三章 碳负极材料 7 第四章 非碳基负极材料 8 第五章 正极材料、隔膜、电解液 8 第六章 电极制备与电池组装测试 18 五、教学进度 表3：教学进度表 周次 日期 章节名称 内容提要 授课时数 作业及要求 备注 1-3 第一章 锂离子电 池概述 第一节 电池的发展 第二节 高性能电池的参数 第三节 锂离子电池的诞生过程和专业术语 第四节 锂离子电池的原理及特点 第五节 锂离子电池的结构 7 作业：完成本章思 考题。 要求：学会独立查 阅锂离子电池方向 的中英文文献。 4-5 第二章 锂离子电 池主要材料的选择 要求及其研究方法 第一节 锂离子电池正极材料的选择要求 第二节 锂离子电池负极材料的选择要求 第三节 电解质的选择要求 第四节 锂离子电池材料的一些研究方法 6 作业：完成本章思 考题。 要求：对锂离子电 池材料能否实用化 进行判断。 6-7 第三章 碳负极材 料 第一节 碳材料的发展和性能 第二节 石墨化碳负极材料 第三节 无定形碳材料 第四节 碳材料的改性 第五节 碳负极材料与电解质之间的界面 7 作业：完成本章思 考题。 要求：对石墨类碳 材料的充放电特性 进行描述。 8-10 第四章 非碳基负 极材料 第一节 嵌入型负极材料 第二节 合金型负极材料 8 作业：完成本章思 考题