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1、化学电源教学大纲学时：32 学分：2教学大纲说明一、课程的目的与任务化学电源是一门介绍电化学基本原理在能源领域内应用的课程，主要介绍各类化学电源的结构、性能和制造工艺。课程目的：通过本课程的学习，要求学生较系统地掌握化学电源的基本概念和基本工作原理，了解常见化学电源的制造方法和工艺流程，并理解各环节的作用及其意义。本课程的任务是介绍（1）化学电源的理论基础；（2）一次化学电源；（3）铅酸蓄电池；（4）镍系电池；（5）锂系电池；（6）燃料电池；（7）其它化学电源；（8）电池检测技术和电池设计；（9）安全、环保和综合利用。二、课程的基本要求通过本课程的学习，要求学生做到：(1) 较系统的掌握化学电
2、源基本概念及基本工作原理；(2) 了解常见化学电源的制造方法和工艺流程；(3) 能利用所学有关电池的电化学特性，分析电池的电性能及影响因素，并对相应的工艺过程进行适当的讨论。三、与其他课程的联系与分工化学电源课程是无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学和电化学原理与测试技术等课程的后继课程。它是一门应用性较强的课程。它将电化学基本原理应用于能源领域，主要介绍各类化学电源的结构、性能和制造工艺。本课程为学生今后从事化学电源领域的研究与应用打下基础。四、课程的内容与学时分配(32学时)章次内 容总学时数课堂讲授学时数实验时数一化学电源概论22二一次化学电源66三铅酸蓄电池44四镍系电池6
3、6五锂系电池66六燃料电池22七其它化学电源22八电池检测技术和电池设计22九安全、环保和综合利用22总学时3232五、本课程的性质及适用对象应用化学专业选修教学大纲内容第一章 化学电源概论电极类型及结构 电极粘结剂 化学电源用隔膜 封口剂 电池组 化学电源的分类 一次电池的工作原理 高能电池原理 原电池电动势 电池内阻 开路电压和工作电压 电池容量与比容量 电池能量与比能量 电池功率与比功率 贮存性能和自放电 电池寿命 化学电源的应用教学提示：本章重点掌握化学电源的工作原理和主要性能。第二章 一次化学电源一次电池的主要类型 一次电池的符号和意义 锌-锰电池的分类 锌-锰电池的工作原理 锌-锰
4、电池材料 锌锰电池制造工艺 锌锰电池主要性能 锌-氧化汞电池工作原理 锌-氧化汞电池结构和制造工艺 锌-氧化汞电池的性能 锌-银电池工作原理 锌-银电池制造工艺 锌-银电池的性能 锌-空气电池的工作原理 锌-空气电池的结构及制造工艺 锌-空气电池的性能教学提示：本章重点掌握锌-锰电池的分类，锌锰电池材料，锌锰电池的工作原理和主要性能。第三章 铅酸蓄电池概述 铅酸蓄电池的分类 铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池的化学原理 二氧化铅电极充放电反应机理 正极自放电 铅负极充放电机理 铅负极添加剂及其作用机理 铅负极的不可逆硫酸盐化及消除方法 铅负极自放电 板栅的作用及性能 板栅腐蚀 板栅合金分类及特性 隔
5、板 电解液 铅酸蓄电池的制造工艺 铅酸蓄电池性能 铅酸蓄电池的使用和维护 密封式免维护铅酸蓄电池教学提示：本章重点掌握铅酸蓄电池的化学原理，二氧化铅电极充放电反应机理，铅负极充放电机理，铅酸蓄电池的制造工艺和主要性能。第四章 镍系电池镉-镍电池分类 镉-镍电池型号和标志 氧化镍电极工作原理 镉电极反应机理 密封镉-镍电池工作原理 镉-镍电池电极材料及电极的制造 镉-镍电池的结构和制造 镉-镍电池的性能 镉-镍电池的使用和维护 镉-镍电池技术进展 高压氢-镍电池的化学原理 高压氢-镍电池制造工艺分析 高压氢-镍电池的性能 金属氢化物-镍电池的工作原理 金属氢化物的基本特性 贮氢合金的分类 贮氢合
6、金的制造及表面改性 贮氢合金电极的制造 金属氢化物-镍电池的结构和制造工艺 金属氢化物-镍电池的性能 金属氢化物-镍电池的发展前景教学提示：本章重点掌握氧化镍电极工作原理，镉电极反应机理，镉-镍电池的结构和制造，镉-镍电池的性能，金属氢化物-镍电池的工作原理，金属氢化物-镍电池的结构和制造工艺及金属氢化物-镍电池的性能。第五章 锂系电池锂电池概述 锂电池的特性 锂电池命名方法 锂电池分类 锂电池的工作原理 锂电池的组成 锂有机电解质电池 锂无机电解质电池 锂离子电池概述 锂离子电池的化学原理 锂离子电池的正极材料 负极材料 电解液 隔膜 锂离子电池的结构和制造工艺 锂离子聚合物电池特性 聚合物
7、电解质 锂离子聚合物电池制造工艺 锂离子电池的性能 锂离子电池的应用前景教学提示：本章重点掌握锂电池的工作原理，锂电池的组成，锂离子电池的化学原理，锂离子电池的结构和制造工艺，锂离子电池的性能。第六章 燃料电池概述 燃料电池的特点 燃料电池工作原理 燃料电池的效率 燃料电池的工作电压 燃料电池用气体扩散电极 燃料的生产和提纯 水的生成及排除 热的生成及排除 燃料电池系统 燃料电池的类型教学提示：本章重点掌握燃料电池工作原理，燃料电池系统第七章 其它化学电源激活电池基本概念 热激活电池的工作原理 热激活电池的结构和激活方法 热激活电池的制造工艺 锂系热激活电池 水激活电池的工作原理 水激活电极的
8、制造 固体电解质电池概述 固体电解质的导电机理与一般特征 生成型电池 浓差电池 锂-碘电池 银-碘电池 钠-硫电池 教学提示：本章重点掌握激活电池基本概念，热激活电池的工作原理，热激活电池的结构和激活方法，水激活电池的工作原理，固体电解质的导电机理与一般特征。第八章 电池检测技术和电池设计电池设计基础 电池设计基本步骤 充放电性能测试 电池容量的测定 电池寿命及检测技术 电池内阻、内压的测定 高低温性能的测定 自放电及贮存性能的测试 安全性能测试 二次电池电极活性物质性能的测定 教学提示：本章重点掌握电池设计基本原则，评价电池性能的主要指标，决定电池特性的主要因素，电池设计基本步骤，充放电性能
9、测试，电池容量的测定，电池寿命及检测技术。第九章 安全、环保和综合利用化学危险品的毒性标准 腐蚀性化学品 易燃气体和液体 有关溶剂的安全防护 有关氧气浓度 氟树脂的热分解 氟树脂的安全防护措施 锌-锰电池的回收 铅酸电池的回收 镉镍电池的回收 氢-镍电池的回收 锂离子电池的回收 燃料电池催化剂中的铂及其回收方法教学提示：本章重点掌握化学危险品的毒性标准，腐蚀性化学品，易燃气体和液体，有关溶剂的安全防护，废旧电池的回收处理方法建议选用教材和参考书目建议选用教材：化学电源电池原理及制造技术（第一版），郭炳焜等编，中南大学出版社，2003主要参考书目：1.高能化学电源，管从胜 等编，化学工业出版社，
10、20052.化学电源工艺学，史鹏飞 编，哈尔滨工业大学出版社，20063.化学电源，吕鸣祥 等著，天津大学出版社，19924.化学电源导论，张文保等编，上海交通大学出版社，1992 应用电化学教学大纲学时：40 学分：2.5教学大纲说明一、课程的目的与任务应用电化学是一门介绍电化学基本原理在科学研究和生产实际中涉及电化学领域内应用的课程。课程目的是通过本课程的学习，要求学生较系统地掌握电化学的基本原理和方法，了解电化学的基本原理在实际的电化学生产领域和科学研究在的应用。本课程的任务是介绍电化学理论基础；电催化过程；化学电源；金属的表面精饰；电解制备无机物与有机物；电化学传感器；电化学腐蚀与防护
11、。二、课程的基本要求通过本课程的学习，要求学生做到：(1)较系统的掌握电化学基本原理；(2)了解电化学理论在科学研究和生产实际中的应用；(3)初步学会分析和解决电化学应用领域中各种实际问题的能力。三、与其他课程的联系与分工应用电化学课程是无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学和电化学基本原理等课程的后继课程。它是一门应用性较强的课程。它将电化学基本原理应用于科学研究和生产实际中。本课程为学生今后从事电化学领域的研究与应用打下基础。四、课程的内容与学时分配(40学时)章次内 容总学时数课堂讲授学时数实验时数一电化学理论基础88二电催化过程44三化学电源88四金属的表面精饰44五无机物的
12、电解工业44六有机物的电解合成44七电化学传感器44八电化学腐蚀与防护44总学时4040五、本课程的性质及适用对象应用化学专业 选修教学大纲内容第一章 电化学理论基础电化学体系的基本单元 电极 隔膜 电解质溶液 电解池的设计与安装 可逆电化学过程的热力学 不可逆电化学过程的热力学 非法拉第过程及电极/溶液界面的性能 电极的电容和电荷 双电层理论概要 零电荷电势与表面吸附 法拉第过程和影响电极反应速度的因素 电极反应种类和机理 电化学实验及电化学电池的变量 影响电极反应速度的因素及电极的极化 电极反应动力学简介 物质传递控制反应绪论 物质传递的形式 稳态物质传递 电化学研究方法介绍 稳态和暂态
13、循环伏安法 单电位阶跃法 恒电流电解 光谱电化学方法教学提示：本章重点掌握不可逆电化学过程的热力学；电极/溶液界面的性能及零电荷电势与表面吸附，电极反应动力学，和电化学研究方法等。第二章 电催化过程电催化的类型及一般原理 影响电催化性能的因素 评价电催化性能的方法 氢电极反应的电催化 氢氧化反应的电催化 氢电极反应的电催化 氧气的电催化还原 氧析出反应的电催化 有机小分子在单金属电催化剂上的氧化 有机小分子在二元或多元金属电催化剂上的氧化 有机小分子在金属及金属氧化物催化剂上的氧化 有机小分子氧化电催化剂的制备 有机小分子氧化催化剂的表征及反应机理的探讨教学提示：本章重点掌握电催化概念及氢电极
14、反应的电催化，氧气的电催化还原和有机小分子氧化电催化剂的制备。第三章 化学电源概述 主要术语 化学电源的主要性能 化学电源的选择与应用 一次电池的通性及应用 碱性锌锰电池 其他几种锌一次电池 锂电池 二次电池的一般性质及应用 铅酸蓄电池 碱性Ni/Cd电池 氢镍电池 锂电池和锂离子电池 Na/NaCl2二次电池 处于研究、开发中的锌二次电池 燃料电池的历史和发展 燃料电池的特点和分类 国内外燃料电池的研究现状 质子交换膜燃料电池 教学提示：本章重点掌握化学电源的主要性能及工作原理，和常用的一次电池与二次电池及燃料电池等结构。第四章 金属的表面精饰金属电沉积和电镀原理 简单金属离子的还原 金属铬离子的还原 金属共沉积的原理 金属电结晶动力学 金属电沉积过程中表面活性物质的作用 电镀过程 镀层应具有的主要性能 影响镀层质量的因素 电镀生产工艺 几种典型的电镀过程 塑料的金属化涂装 金属的阳极氧化 金属阳极氧化原理 铝的阳极氧化 钛的阳极氧化 电泳涂装技术
