锂离子电池材料及应用-电子信息工程（新能源材料与器件模块） 教学大纲

《锂离子电池材料及应用》课程教学大纲

一、课程基本信息课堂讨论评分标准考试评分标准

二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑

三、教学内容及进度安排

四、课程考核

五、教材及参考资料教材《锂离子电池材料合成与应用》冯传启，王石泉，吴慧敏编著，科学出版社2017第31版ISBN9787030512031参考书

[1]《锂离子电池》郭炳焜，徐徽，王先友，肖立新编著，中南大学出版社，2002第一版，ISBN9787810615631

[2]《锂离子电池原理与关键技术》黄可龙，王兆翔，刘素琴编著，-北京化学工业出版社，2007第一版，ISBN9787122016720

[3]《锂离子电池-应用与实践》吴宇平，戴晓兵，马军旗，程预江编著，-北京化学工业出版社，2004第一版ISBN9787502552664六教学条件课程所需硬件条件教室、多媒体教学设备、课堂演示设备软件条件文献检索数据库（WebofScience、知网等）、课堂互动手机软件（蓝墨云等）大纲执笔人马国强审核人（专业负责人/系主任）制定时间2022年8月20日附录各类考核评分标准表作业评分标准课程论文评分标准课程名称锂离子电池材料及应用MaterialsandApplicationofLithium-ionBattery课程代码2080410001课程性质必修开课院部应用物理与材料学院课程负责人课程团队材料科学与工程教研室模块课教学团队授课学期5学分/学时3/48课内学时48理论学时48实验学时0实训n（含上机）实习0其他0适用专业电子信息工程（新能源材料与器件模块）2020级授课语言中文对先修的要求先修材料结构、制备的相关内容以及电化学的相关知识点，具有分析材料结构、电化学基本性能的能力，先修的主要课程包括《基础物理》、《大学化学》、《物理化学》、《材料科学基础》、《电化学基础及应用》对后续的支撑《毕业设计（论文）》提供锂离子电池的基础理论知识以及测试、分析材料电化学储锂性能的方法，培养学生综合判断锂离子电池电极材料电化学储锂性能的能力以及针对具体问题提出解决方案的能力，具有环保意识基本素质课程思政设计在锂离子电池概论章节的学习中有机融入发展绿色储能器件、可持续发展以及节能环保等思政内容，增强学生的节能环保意识，领悟”既要金山银山，又要绿水青山”的重要性创新创业教育设计在《锂离子电池材料及应用》课程教学过程中，通过介绍锂离子电池的发展历程让学生明白锂离子电池在发展过程中所遇到的一系列科学问题以及科学家们是如何提出解决方案的，从而启发学生的创新思维能力；在学习“锂离子电池工作原理”这节内容时，让同学们在明白锂离子电池工作原理的基础上提出新的电化学储能系统，培养学生的创新意识；通过介绍锂离子电池正、负极材料及电解液的优缺点引导学生提出新的改进策略来进一步提高锂离子电池正、负极材料及电解液的电化学性能，并鼓励学生在课余时间实践自己的想法课程简介本课程是材料科学与工程专业的学科专业模块课课程主要内容包括锂离子电池概论、锂离子电池的理论基础、正极材料、负极材料、锂离子电池的电解液、隔膜及粘结剂等内容本课程主要研究锂离子电池正极材料、负极材料和电解液的合成、改性与应用以及隔膜和粘结剂的作用、种类，其中，电极材料是影响锂离子电池电化学储锂性能的关键因素，因此，开发具有高比容量、高倍率性能、长循环寿命以及安全可靠的电极材料是锂离子电池所教学目标要求评分标准权重（％）90-10080-8960-790-59目标2（支撑毕业要求指标点

2.3）能够结合文献及所学知识对所讨论的问题/案例进行正确的表述、分析、提供相关解决方案，允许有少量非原则性错误讨论过程中表现力较强（发现并解决其他组讨论过程中存在的问题将予以加分）能够结合文献及所学知识对所讨论的问题/案例进行较为正确的表述、分析、提供相关解决方案，有少量错误讨论过程参与程度较高（发现并解决其他组讨论过程中存在的问题将予以加分）能够结合文献及所学知识对所讨论的问题/案例进行表述、分析，但存在较多错误讨论过程参与程度一般（发现并解决其他组讨论过程中存在的问题将予以加分）结合文献及所学知识对所讨论的问题/案例进行表述、分析，但存在大量错误不积极参与讨论（发现并解决其他组讨论过程中存在的问题将予以加分）8目标3（支撑毕业要求指标点

3.1）学生在讨论前针对锂离子电池体系中的复杂工程问题查阅较多恰当文献，并在讨论过程中能够体现出来，能够根据具体使用或者应用目标合理的完成相关需求分析学生在讨论前针对锂离子电池体系中的复杂工程问题查阅一定量的恰当文献，并在讨论过程中能够有所体现，能够根据具体使用或者应用目标较为合理的完成相关需求分析学生在讨论前针对锂离子电池体系中的复杂工程问题查阅较少文献，并在讨论过程中能够有所体现，能够根据具体使用或者应用目标在一定程度上完成相关需求分析学生在讨论前针对锂离子电池体系中的复杂工程问题查阅很少文献，但在讨论过程中能够有所体现根据具体使用或者应用目标几乎不能完成相关需求分析8教学目标要求评分标准权重（％）90-10080-8960-79对锂离子电池的基本概念和原理理解存在一定的错误0-59目标1（支撑毕业要求指标点

1.3）对锂离子电池的基本概念和原理理解准确对锂离子电池的基本概念和原理理解基本准确对锂离子电池的基木概念和原理理解存在大量的错误10目标2（支撑毕业要求指标点

2.3）目标3（支撑毕业要求指标点

3.1）能够综合运用锂离子电池各种材料的合成、改性与应用的相关知识，分析问题准确；设计方案合理能够综合运用锂离子电池各种材料的合成、改性与应用的相关知识，分析问题基本准确；设计方案基本合理基本能够综合运用锂离子电池各种材料的合成、改性与应用的相关知识，分析问题准确度一般;设计方案有较多不合理，但不违反基本理论、原则不能综合运用锂离子电池各种材料的合成、改性与应用的相关知识，分析问题不准确；设计方案有大量不合理，或违反基本理论、原则24目标4（支撑毕业要求指标点

6.1）能够综合运用锂离子电池相关知识，准确把握学科发展前沿，明确锂离子电池行业的相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念能够综合运用锂离子电池相关知识，对锂离子电池行业的相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念有比较清晰的认识对锂离子电池行业的相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念的认识较为一般不能掌握锂离子电池行也的相关技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念6面临的巨大挑战，也是当前最为热门的研究领域之一通过本课程的学习使学生对锂离子电池的基本概念、基本构成和工作原理有比较全面、系统的认识，掌握锂离子电池各种材料的合成、改性与应用，为研究开发锂离子电池领域应用的新材料和新技术奠定良好的理论基础，并培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课程打下基础课程采用多媒体教学方式，结合相关的课堂讨论以及案例分析，同时也包含学生对自主学习成果以及结组案例分析成果的展示序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1能够理解锂离子电池的相关基本概念、基本构成和工作原理，掌握锂离子电池各种材料的合成、改性与应用，并且能够运用这些知识识别锂离子电池在实际应用中的复杂工程问题指标点

1.3能将新能源材料与器件专业知识用于解决材料与器件的设计和工艺改进等复杂工程问题毕业要求1:具有利用数学、自然科学、工程基础知识和新能源相关专业知识来解决新能源材料与器件行业中的复杂工程问题2目标2能够运用锂离子电池各种材料的合成、改性与应用的相关知识，对锂离子电池体系中所获得的信息进行判断，能够将有效的信息用于锂离子电池体系中的复杂工程问题的分析，并获得有效结论指标点

2.3能对分析所得的信息进行合理判断，并获得有效结论毕业要求2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，结合文献对新能源材料与器件行业中的设计、加工工艺和性能优化等复杂工程问题进行分析，以获得有效结论3目标3学生能够依据锂离子电池电极材料的种类、结构和性能，对锂离子电池体系中的复杂工程问题进行相关调研，并根据具体使用或者应用目标完成相关的需求分析，同时明确材料与器件设计、加工和优化过程中的约束条件指标点

3.1能完成对新能源材料与器件的结构和性能需求分析，并明确材料与器件设计、加工和优化过程中的约束条件毕业要求3能够针对新能源材料与器件行业中的复杂工程问题制定解决方案，设计满足特定需求的材料与器件，开发有效的加工工艺流程，并能够在材料与器件设计环节中体现创新意识，同时考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境因素4目标4学生在对锂离子电池材料学习的过程中，了解并掌握锂离子电池最新发展动态和国家对锂离子电池的相关法律法规及产业政策，能够理解锂离子电池行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心指标点

6.1理解新能源材料与器件行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念毕业要求6能够基于新能源材料与器件相关的背景知识进行合理分析评价新能源材料与器件的设计、加工工艺和性能优化等复杂工程问题的解决方案，并考虑其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，理解应承担的责任理念序号教学内容学生学习预期成果课内学时方式支撑课程目标1第一章锂离子电池概论锂离子电池的发展简史锂离子电池性能锂离子电池工作原理锂离子电池特性L5锂离子电池正极材料简介

1.6锂离子电池负极材料简介L7锂离子电池电解液简介课程思政教学内容在锂离子电池概论章节的学习中有机融入发展绿色储能器件、可持续发展以及节能环保等思政内容，增强学生的节能环保意识，领悟“既要金山银山，又要绿水青山”的重要性创新创业教育设计如何再进一步提高现有锂离子电池的能量密度；能否提出一款更有市场潜力的电化学储能系统教学重点及难点锂离子电池的工作原理以及其电池特性认知锂离子电池的发展概况和相关内容，理解并掌握锂离子电池的工作原理、性能指标，并且能够运用这些知识识别锂离子电池在实际应用中遇到的复杂工程问题6讲授目标12第二章锂离子电池正极材料正极材料制备方法钻酸锂锂镒尖晶石银酸锂磷酸铁锂三元正极材料其他正极材料创新创业教育设计针对具体的正极材料提出新的改进方案教学重点及难点锂离子电池各种正极材料的结构、合成方法以及其电化学储锂性能改性案例教学（课堂讨论）以实验室/商业锂离子电池正极材料的电化学储锂性能为例，学生进行课堂讨论，提出改进其储锂性能的方法，在此过程中加深学生对锂离子电池正极材料储锂性能优劣的理解，在讨论过程中应该注意到国家政策、法律法规的约束掌握锂离子电池各种正极材料的基本知识，能够分析和判断各种锂离子电池正极材料的电化学储锂性能，并能够根据锂离子电池的特定应用需求进行相关文献调研，并提交调研报告，提出相关的解决方案，理解锂离子电池行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念12讲授/课堂讨论目标1目标2目标3目标43第三章锂离子电池负极材料碳负极材料硅基和锚基负极材料锂钛复合氧化物负极材料金属氧化物负极材料金属硫化物负极材料创新创业教育设计针对具体的负极材料提出新的改进方案教学重点及难点锂离子电池各种负极材料的结构、合成方法以及其电化学储锂性能改性案例教学（课堂讨论）以实验室/商业锂离子电池负极材料的电化学储锂性能为例，学生进行课堂讨论，提出改进其储锂性能的方法，在此过程中加深学生对锂离子电池负极材料储掌握锂离子电池各种负极材料的基本知识，能够分析和判断各种锂离子电池负极材料的电化学储锂性能，并能够根据锂离子电池的特定应用需求进行相关文献调研，并提交调研报告，提出相关的解决方案，理解锂离子电池行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念12讲授/课堂讨论锂性能优劣的理解4第四章锂离子电池的电解液有机电解液的性能要求有机溶剂电解质电解液电解液组成对电极性能的影响电解液中的添加剂及作用常用有机溶剂的制备电解质LiPF6盐的制备创新创业教育设计提出一种电化学性能更加优异的电解液配方教学重点及难点锂离子电池对有机电解液的性能要求、电解液组成对电极性能的影响以及电解液中的添加剂及作用课堂讨论电解液组成以及电解液中的添加剂对锂离子电池电极材料储锂性能的影响掌握锂离子电池电解液的基本知识，能够分析和判断电解液对锂离子电池电化学储锂性能的影响，将有效的信息用于锂离子电池体系中的复杂工程问题的分析，并获得有效结论8讲授/课堂讨论目标1目标25第五章锂离子电池的隔膜及粘结剂隔膜粘结剂教学重点及难点锂离子电池常用隔膜和粘结剂的作用及类型案例教学（课堂讨论）以采用不同类型粘结剂制备的电极材料的电化学储锂性能为例，学生讨论粘结剂对锂离子电池电极材料电化学储锂性能的影响因素掌握锂离子电池隔膜及电解液的基本知识，能够分析和判断隔膜及电解液对锂离子电池电化学储锂性能的影响，将有效的信息用于锂离子电池体系中的复杂工程问题的分析，并获得有效结论2讲授/课堂讨论6第六章锂离子电池结构和制造工艺电池的结构锂离子电池的制造电解液和隔膜电池装配锂离子电池的化成与分选教学重点及难点锂离子电池掌握锂离子电池的基本结构，了解锂离子电池相关制备工艺流程，理解锂离子电池行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念4讲授目标1目标4结构及锂离子电池的制造7第七章锂离子电池设计及性能检测技术电池设计电池性能检测技术教学重点及难点锂离子电池设计及锂离子电池的性能检测技术理解锂离子电池设计过程，了解锂离子电池性能检测技术，并且能够运用这些知识识别锂离子电池在实际应用中遇到的复杂工程问题2讲授目标18第八章锂离子电池的应用与展望电子产品方面的应用交通工具方面的应用在国防军事方面的应用在航空航天方面的应用在储能方面的应用在其他方面的应用展望教学重点及难点锂离子电池的应用领域及在各领域中的技术指标与法律法规了解锂离子电池在不同领域中的应用，理解锂离子电池行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念2讲授目标4序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例（%）成绩比例（%）作业课程论文课堂讨论考试1目标1（支撑毕业要求指标点

1.3）锂离子电池的基本知识、概念以及其工作原理和性能指标，学生具有运用所学知识识别锂离子电池在实际应用中遇到的复杂工程问题的能力40010142目标2（支撑毕业要求指标点

2.3）锂离子电池正负极材料、电解液、隔膜及粘结剂的相关知识内容，学生具有运用这些知识对锂离子电池体系中所获得的信息进行判断，并将有效的信息用于锂离子电池体系中的复杂工程问题的分析并获得有效结论的能力515812403目标3（支撑毕业要求指标点

3.1）根据专业知识、借助文献检索，对锂离子电池具体使用或者应用目标完成相关需求分析的能力，同时明确材料与器件设计、加工和优化过程中的约束条件515812404目标4（支撑毕业要求指标点

6.1）理解锂离子电池行业相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规的核心理念00066合计14301640100教学目标要求评分标准权重（％）10080600-59目标1（支撑毕业要求指标点

1.3）书写认真，对基本概念和原理能完全理解，并正确表达，计算基本无误书写较为认真，对基本概念和原理能基本理解，并较正确表达，计算存在少量错误对基本概念和原理能基本理解并表达，计算存在较多错误书写很不认真，对基本概念和原理不太理解，计算存在大量错误4目标2（支撑毕业要求指标点

2.3）目标3（支撑毕业要求指标点

3.1）书写认真，对锂离子电池电极材料结构、性能表征及制造工艺，以及结构与性能之间的关系具有明确的认知书写较为认真，对锂离子电池电极材料结构、性能表征及制造工艺，以及结构与性能之间的关系具有较明确的认知书写一般，对锂离子电池电极材料结构、性能表征及制造工艺，以及结构与性能之间的关系具有一定的认知书写很不认真，对锂离子电池电极材料结构、性能表征及制造工艺，以及结构与性能之间的关系具有较少的认知10教学目标要求评分标准权重（％）90-10080-8960-790-59目标2（支撑毕业要求指标点

2.3）目标3（支撑毕业要求指标点

3.1）按时提交课程论文，书写态度认真，运用知识准确，无明显错误，针对具体问题分析较为透彻，观点鲜明，逻辑清晰，查阅并引用较多恰当文献论文整体水平在所学知识上有所升华按时提交课程论文，书写态度认真，运用知识基本无误，观点较为鲜明，查阅并引用恰当义献未按时提交课程论文，但补交论文书写态度认真，运用知识基本无误，观点较为鲜明，查阅并引用恰当文献；或按时提交课程论文，但书写态度一般，运用知识存在一定错误，观点或逻辑不清晰，查阅并引用恰当文献未提交论文；或未按时提交课程论文，但补交论文态度一般，运用知识存在一定错误，观点或逻辑不清晰，查阅并引用恰当义献；或论文书写态度不认真，运用知识存在大量错误，论文逻辑性较差，基本未引用文献30。