《鋰離子電池電解質(zhì)》課程教學(xué)大綱

《鋰離子電池電解質(zhì)》教學(xué)大綱課程編號：11220049英文名稱：Lithium-ionbatteryelectrolyte學(xué)分：2.0學(xué)時：總學(xué)時32學(xué)時，其中理論32學(xué)時先修課程：無機(jī)化學(xué)1、物理化學(xué)2、材料科學(xué)基礎(chǔ)、理論電化學(xué)課程類別：專業(yè)拓展課程授課對象：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6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)鋰離子電池是現(xiàn)代電化學(xué)發(fā)展的成功范例。電解質(zhì)作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料影響甚至決定著電池的比能量、壽命、安全性能、倍率充放電性能和高低溫性能等多種宏觀電化學(xué)性質(zhì)。本課程系統(tǒng)介紹了有機(jī)液體電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)、室溫離子液體電解質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)和水系電解質(zhì)用于鋰離子電池的專門知識，明確了各類電解質(zhì)體系的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題和優(yōu)化方法，集中展現(xiàn)了鋰離子電池電解質(zhì)研究的新理論、新應(yīng)用和新動態(tài)。通過對該課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和邏輯推理能力，鼓勵學(xué)生通過實(shí)踐和自學(xué)獲取知識，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力和創(chuàng)新能力。并熟悉不同電池體系內(nèi)電解質(zhì)的特點(diǎn)，以及滿足電池儲能應(yīng)用需要的設(shè)計原則和表界面穩(wěn)定策略，了解本學(xué)科與能源、材料、化工、物理、光電等領(lǐng)域?qū)W科交叉的特點(diǎn)，掌握先進(jìn)電池電解質(zhì)及材料領(lǐng)域內(nèi)的研究前沿，為學(xué)生從事鋰離子電池與功能電解質(zhì)的研發(fā)打下基礎(chǔ)。本課程的課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：掌握不同電解質(zhì)類型的特點(diǎn)，包括有機(jī)液體電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)、室溫離子液體電解質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)和水系電解質(zhì)用于鋰離子電池的組成特點(diǎn)和應(yīng)用場景。能夠根據(jù)解決方案，完成開發(fā)滿足特定需求的材料、器件以及工藝，體現(xiàn)創(chuàng)新性；課程目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生學(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，能科學(xué)地安排課外自學(xué)時間，學(xué)會初步設(shè)計實(shí)驗(yàn)。掌握鋰離子常用電解質(zhì)類型和適用范圍，了解鋰離子電池在日常生活中和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，同時了解鋰離子電解質(zhì)的前沿及發(fā)展方向等。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生嚴(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)學(xué)生的自學(xué)能力、邏輯推導(dǎo)能力、綜合分析能力、創(chuàng)造思維能力和數(shù)學(xué)模型化能力等。能夠針對新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題，創(chuàng)造性地使用現(xiàn)代工具進(jìn)行模擬和預(yù)測，滿足特定需求，并能夠分析其局限性。二、課程目標(biāo)對畢業(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)重指標(biāo)點(diǎn)3-2.能夠根據(jù)解決方案，完成開發(fā)滿足特定需求的材料、器件以及工藝，體現(xiàn)創(chuàng)新性；課程目標(biāo)1M指標(biāo)點(diǎn)5-2：能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計算與設(shè)計；課程目標(biāo)2H指標(biāo)點(diǎn)5-3：能夠針對新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題，創(chuàng)造性地使用現(xiàn)代工具進(jìn)行模擬和預(yù)測，滿足特定需求，并能夠分析其局限性。課程目標(biāo)3M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論：1）鋰離子電池概述2）鋰離子電池的關(guān)鍵材料3）鋰離子電池電解質(zhì)概述重點(diǎn)：了解鋰離子電池的工作原理和組成部分。難點(diǎn)：鋰離子電池電極材料的分析德育要求：培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題能力2集中講授1,32有機(jī)液體電解質(zhì)的理化性質(zhì)有機(jī)溶劑鋰鹽電解液中的雜質(zhì)及其純化液體電解質(zhì)應(yīng)用過程中存在的問題有機(jī)液體電解質(zhì)的性質(zhì)重點(diǎn)：掌握有機(jī)電解液的常用溶劑和鋰鹽。難點(diǎn)：溶劑的作用德育要求：培養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)5集中講授1,2,33有機(jī)液體電解質(zhì)與電極材料的相容性1）電解液與炭負(fù)極材料間的相容性2）電解液與正極材料間的相容性重點(diǎn)：掌握有機(jī)電解質(zhì)與正負(fù)極材料的相容性。難點(diǎn)：電解液與電極材料的作用德育要求：培養(yǎng)探索精神4集中講授1,2,34有機(jī)液體電解質(zhì)的添加劑成膜添加劑導(dǎo)電添加劑阻燃添加劑高壓添加劑多功能添加劑重點(diǎn)：掌握常用的鋰離子電池電解質(zhì)的成膜添加劑和導(dǎo)電添加劑。難點(diǎn)：阻燃添加劑，高壓添加劑等其他功能性添加劑。德育要求：培養(yǎng)堅定信念5集中講授1,2,35聚合物電解質(zhì)基礎(chǔ)聚合物電解質(zhì)的概述固體聚合物電解質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)固態(tài)聚合物電解質(zhì)的傳輸性質(zhì)復(fù)合聚合物電解質(zhì)凝膠聚合物電解質(zhì)其它聚合物電解質(zhì)體系聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用重點(diǎn)：掌握聚合物電解質(zhì)的組成、種類和傳輸性質(zhì)。難點(diǎn)：了解鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備技術(shù)和電化學(xué)性能的評價方法德育要求：培養(yǎng)愛崗敬業(yè)6集中講授1,2,36無機(jī)固體電解質(zhì)鋰陶瓷電解質(zhì)玻璃態(tài)鋰無機(jī)固體電解質(zhì)重點(diǎn)：掌握無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的種類的應(yīng)用場景。難點(diǎn)：了解無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計。德育要求：培養(yǎng)職業(yè)道德4集中講授1,2,37水系電解質(zhì)水系電解質(zhì)的優(yōu)勢與不足水系鋰離子電池電極材料的選擇水系鋰離子電池的正極材料水系鋰離子電池的負(fù)極材料幾種水系鋰離子電池的電化學(xué)行為重點(diǎn)：掌握水系電解質(zhì)的優(yōu)勢與不足以及選擇原則。難點(diǎn)：水系鋰離子電池的電化學(xué)行為。德育要求：培養(yǎng)安全意識，法治意識6集中講授1,2,3合計32課程目標(biāo)1,2,3四、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，加深對疑難問題的理解，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核采用形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，考核內(nèi)容主要由平時表現(xiàn)、章節(jié)作業(yè)、期末考試組成，均按百分制計分，其中期末考試成績占50%、章節(jié)作業(yè)成績占25%、平時表現(xiàn)成績占25%。總評成績=平時表現(xiàn)成績（25%）+章節(jié)作業(yè)成績（25%）+期末成績（50%）2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號教學(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1平時表現(xiàn)10105252章節(jié)作業(yè)10105253期末考試10301050課程目標(biāo)對應(yīng)分值305020100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時表現(xiàn)成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分平時表現(xiàn)課堂聽講認(rèn)真，參與各項(xiàng)教學(xué)活動積極性高，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各項(xiàng)教學(xué)活動，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，能夠參與各項(xiàng)教學(xué)活動，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，不參與各項(xiàng)教學(xué)活動，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。2.章節(jié)作業(yè)成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分章節(jié)作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析電化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析電化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識對電化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對電化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進(jìn)行識別、分析。3.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)采取閉卷形式，題型主要采用判斷、選擇、填空、分析、計算、綜合題等，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、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)計相應(yīng)評分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參