《鋰離子電池原理與關(guān)鍵技術(shù)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：11180128英文名稱：PrincipleandTechniqueofLithiumionBattery學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐0學(xué)時(shí)先修課程：無機(jī)化學(xué)1、無機(jī)化學(xué)2、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)1、有機(jī)化學(xué)2、物理化學(xué)1、物理化學(xué)2、儀器分析及實(shí)驗(yàn)、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程類別：專業(yè)方向課程授課對(duì)象：新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：化學(xué)化工學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程主要介紹鋰離子電池的基本工作原理和現(xiàn)代鋰離子電池關(guān)鍵材料的制備方法及表征手段。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握鋰離子電池的基本工作原理和制備方法，熟悉鋰離子電池中正極、負(fù)極材料、電解質(zhì)的選擇要求和改性手段，為研發(fā)高性能鋰離子電池電極材料及分析測試奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，還可培養(yǎng)學(xué)生電池和材料的設(shè)計(jì)技術(shù)和方法、鞏固其所學(xué)理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力和創(chuàng)新能力，提高其科研能力和科研素質(zhì)。對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用。本課程在知識(shí)、能力及素質(zhì)發(fā)展等方面應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：了解鋰離子電池原理、研究方法、負(fù)極材料（碳基負(fù)極材料）、正極材料（二元及三元材料）、電解質(zhì)（液體、固體和凝膠）的制備方法以及鋰離子電池的組裝、檢測、充放電行為以及鋰離子電池在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用。課程目標(biāo)2：進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)能力，有效使用課程教學(xué)大綱、教學(xué)用書、參考教材和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能科學(xué)地安排課外自學(xué)時(shí)間，學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)。了解鋰離子電池的制備與表征常用的技術(shù)，能完成鋰離子電池制備并進(jìn)行正確的測試和分析。培養(yǎng)提煉科學(xué)問題和解決關(guān)鍵技術(shù)能力等。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和嚴(yán)密的科學(xué)方法；培養(yǎng)自學(xué)能力、動(dòng)手能力、綜合分析能力、創(chuàng)造思維能力和創(chuàng)新能力等。樹立良好的職業(yè)道德和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，綜合運(yùn)用交叉學(xué)科知識(shí)解決鋰離子電池中的關(guān)鍵技術(shù)問題。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1-4能夠利用系統(tǒng)思維的能力，將相關(guān)專業(yè)知識(shí)用于新能源材料與新能源器件專業(yè)問題解決方案，并進(jìn)行比較與綜合，體現(xiàn)本專業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)的技術(shù)。課程目標(biāo)1H6-2能夠基于新能源材料與器件相關(guān)背景知識(shí)，合理分析和評(píng)價(jià)新能源、新材料及器件等領(lǐng)域的工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。課程目標(biāo)2H11-2具有在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用工程管理原理和經(jīng)濟(jì)決策知識(shí)的能力。課程目標(biāo)3M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1緒論：（1）電池的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢（2）鋰元素的物理化學(xué)性質(zhì)（3）鋰離子電池的基本工作原理了解電池的發(fā)展歷史和未來趨勢；重難點(diǎn)：理解鋰離子電池的基本工作原理和發(fā)展鋰離子電池的重要性；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生形成正確的社會(huì)觀。2集中講授1,32鋰離子電池的主要材料和研究方法：（1）負(fù)極材料、正極材料的選擇要求（2）電解質(zhì)的選擇要求（3）鋰離子電池材料的研究方法熟悉鋰離子電池電極材料、電解質(zhì)的選擇要求；重難點(diǎn)：掌握鋰離子電池材料的主要研究方法；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的學(xué)習(xí)與思考能力。4集中講授1,33負(fù)極材料：（1）負(fù)極材料的發(fā)展簡史（2）碳基負(fù)極材料（3）非碳基負(fù)極材料（4）部分負(fù)極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用熟悉非碳基負(fù)極材料的制備和性能；了解負(fù)極材料的發(fā)展歷史和在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握碳基負(fù)極材料的制備、性能及表征方法；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注專業(yè)知識(shí)在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用的能力。4集中講授1,2,34氧化鈷鋰正極材料：（1）正極材料的發(fā)展簡史（2）氧化鈷鋰的制備方法：噴霧干燥法和溶膠-凝膠法（3）氧化鈷鋰的結(jié)構(gòu)、性能及改性方法（4）氧化鈷鋰正極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用熟悉氧化鈷鋰的性能和改性方法；了解氧化鈷鋰正極材料的發(fā)展歷史和在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握氧化鈷鋰正極材料的結(jié)構(gòu)和制備方法；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2集中講授1,2,35氧化錳鋰正極材料：（1）氧化錳鋰正極材料的結(jié)構(gòu)、性能及改性方法（2）氧化錳鋰的機(jī)械化學(xué)法制備（3）氧化錳鋰正極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用熟悉氧化錳鋰的性能和改性方法；了解氧化錳鋰正極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握氧化錳鋰正極材料的結(jié)構(gòu)和制備方法；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀。2集中講授1,2,36氧化鎳鋰正極材料：（1）氧化鎳鋰正極材料的結(jié)構(gòu)、性能及改性方法（2）氧化鎳鋰的制備方法：固相法制備和溶膠-凝膠法制備（3）氧化鎳鋰正極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用熟悉氧化鎳鋰的性能和改性方法；了解氧化鎳鋰正極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握氧化鎳鋰正極材料的結(jié)構(gòu)和制備方法；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)與思考的能力。2集中講授1,2,37磷酸亞鐵鋰正極材料：（1）磷酸體系化合物正極材料的發(fā)展簡史（2）磷酸亞鐵鋰正極材料的結(jié)構(gòu)、性能及改性方法（3）磷酸亞鐵鋰的制備方法：固相法、溶膠-凝膠法和模板法（4）磷酸體系化合物正極材料在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用熟悉磷酸亞鐵鋰的性能和改性方法；了解磷酸體系化合物正極材料的發(fā)展歷史和在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握磷酸亞鐵鋰正極材料的結(jié)構(gòu)和制備方法；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生拓展理論知識(shí)的能力。2集中講授1,2,38非水液體電解質(zhì)：（1）電解質(zhì)的基本概念及工作原理（2）常見有機(jī)電解質(zhì)體系：丙烯碳酸酯和乙烯碳酸酯的制備及性能（3）離子液體電解質(zhì)的種類、制備、性質(zhì)及電化學(xué)行為（4）非水電解質(zhì)在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用熟悉有機(jī)電解質(zhì)和離子液體電解質(zhì)的電化學(xué)行為；了解電解質(zhì)的基本概念和在工業(yè)上的應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握電解質(zhì)的工作原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生良好的價(jià)值觀念。4集中講授1,2,39固體電解質(zhì)：（1）固體電解質(zhì)的基本概念、種類及導(dǎo)電理論（2）固體電解質(zhì)的改性方法（3）新型固體電解質(zhì)的理論研究和探索熟悉固體電解質(zhì)的種類及改性方法；了解固體電解質(zhì)的基本概念以及發(fā)展前景；掌握固體電解質(zhì)的導(dǎo)電理論；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。2集中講授1,2,310凝膠聚合物電解質(zhì)：（1）凝膠聚合物電解質(zhì)的基本概念、種類、工作原理和影響因素（2）凝膠聚合物電解質(zhì)改性方法（3）凝膠聚合物電解質(zhì)在工業(yè)產(chǎn)品中應(yīng)用熟悉凝膠聚合物電池的改性方法；了解凝膠聚合物電池的基本概念和在工業(yè)中應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握凝膠聚合物電解質(zhì)的工作原理及影響因素；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2集中講授1,2,311鋰離子電池生產(chǎn)工藝（1）鋰離子電池的構(gòu)成（2）不同電解質(zhì)的鋰離子電池的生產(chǎn)工藝（3）鋰離子電池的性能檢測及出廠檢驗(yàn)熟悉鋰離子電池的性能檢測；了解鋰離子電池的生產(chǎn)工藝；重難點(diǎn)：掌握鋰離子電池的構(gòu)成；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題的能力。4集中講授1,2,312鋰離子電池的充放電行為及在各領(lǐng)域的應(yīng)用（1）鋰離子電池的充放電原理（2）不同電解質(zhì)成分鋰離子電池的充放電行為（3）鋰離子電池主要應(yīng)用領(lǐng)域熟悉不同電解質(zhì)成分鋰離子電池的充放電行為之間的差異；了解鋰離子電池在生活中的主要應(yīng)用；重難點(diǎn)：掌握鋰離子電池的充放電原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生在擇業(yè)過程中良好的價(jià)值觀。2集中講授1,3合計(jì)32四、課程教學(xué)方法本課程的教學(xué)通過多媒體課件展示與板書結(jié)合的方式講授，在課堂上通過討論、提問等方式引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，加深對(duì)疑難問題的理解，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末考試，均按百分制計(jì)分，其中平時(shí)作業(yè)成績占20%、課堂表現(xiàn)成績占25%、期末考試成績占55%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)1055202課堂表現(xiàn)10510253期末考試20201555課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值403030100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)作業(yè)成績考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分平時(shí)作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析鋰離子電池相關(guān)專業(yè)問題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析鋰離子電池相關(guān)相關(guān)專業(yè)問題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)鋰離子電池相關(guān)專業(yè)問題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)鋰離子電池相關(guān)專業(yè)問題進(jìn)行識(shí)別、分析。2.課堂表現(xiàn)成績考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課堂表現(xiàn)課堂聽講認(rèn)真，參與討論積極性高，團(tuán)隊(duì)合作能力強(qiáng)，能有條理地表達(dá)自己的意見，解決問題的過程清楚，做事有計(jì)劃，具有創(chuàng)造性思維，能夠用不同方法解決問題，獨(dú)立思考，問題回答準(zhǔn)確。課堂聽講比較認(rèn)真，能夠比較積極地參與教學(xué)活動(dòng)，能比較有條理地表達(dá)自己的意見，解決問題的能力較強(qiáng)，能用老師提供的方法解決問題，團(tuán)隊(duì)合作能力較強(qiáng)，問題回答比較準(zhǔn)確。課堂聽講專心程度一般，能夠參與教學(xué)活動(dòng)，能表達(dá)自己的意見，解決問題的能力一般，能用老師提供的方法解決問題，團(tuán)隊(duì)合作能力一般，問題回答基本準(zhǔn)確。課堂不能專心聽講，不參與教學(xué)活動(dòng)，不能表達(dá)自己的意見，解決問題的能力較差，團(tuán)隊(duì)合作能力較差，問題回答不準(zhǔn)確。3.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采取閉卷形式，題型主要采用判斷、選擇、填空、簡答、分析、綜合題等，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。卷面成績采用百分制評(píng)分，比例換算。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《鋰離子電池-應(yīng)用與實(shí)踐》(第二版），吳宇平，袁翔云，董超，段冀淵編；化學(xué)工業(yè)出版社，出版日期：2012年01月，ISBN：9787122124210；2.《鋰離子電池原理與關(guān)鍵技術(shù)》，黃可龍，王兆翔，劉素琴編，化學(xué)工業(yè)出版社，出版時(shí)間：2008-02-01，ISBN：9787122016720；（二）參考資料1．《鋰離子電池-科學(xué)與技術(shù)》［日］義夫正樹［美］拉