新能源材料与器件概论 教学大纲

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新能源材料与器件概论

一、课程说明

课程编号： 050302X10

课程名称：新能源材料与器件概论/The Introduction of New Energy Materials and Devices

课程类别：专业教育课程 学时/学分：32学时/2学分

先修课程：大学物理、无机化学 适用专业：新能源材料与器件

教材、教学参考书：

1.陈军主编.新能源材料.北京：化学工业出版社.2003 年；

2.托马斯 B.雷迪 (Thomas B.Reddy) (编者). 汪继强 (译）.电池手册. 北京：化学工业出版社.2013年；

3.李景虹编著.先进电池材料. 北京：化学工业出版社.2004年；

4.朱继平主编.新能源材料技术. 北京：化学工业出版社第1版.2015年； 5.陆天虹主编.能源电化学. 北京：化学工业出版社.2014年；

6.义夫正树主编.锂离子电池:科学与技术. 北京：化学工业出版社.2015年。 二、课程设置的目的意义

新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键能源和材料是社会发展的物质基础。新能源、新材料已列入国家战略性新兴产业。新能源开发和有效利用的关键之一是与其相应的材料及器件。新能源材料与器件涉及到材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉等相对复杂的高技术，这方面的高技术人才相对缺乏。《新能源材料与器件导论》是一门理论和实践性都较强的课程。通过该课程的学习，使学生能够系统的掌握新能源（二次电池、热能、氢能、太阳能、燃料电池等）材料及器件基本理论、基本知识和工程技术技能，掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法及各种新材料在能源转换中的应用，存在的问题，了解新能源材料科学的发展方向。 三、课程的基本要求

知识要求：通过本课程的学习, 使学生们学习和掌握目前新能源的种类及其能量利用形式, 学习和掌握各种新能源利用过程中所涉及的能量转换过程，学习和掌握新能源利用中的关键材料及其器件制造方法。了解新能源材料与器件相关内容、解镍氢电池及其关键材料，掌握锂离子电池及其关键材料、太阳电池及其关键材料，了解燃料电池及其关键材料、热电池及其关键材料、锂空气电池及锂硫电池和钒电池。

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能力和素质要求：通过该课程的学习，使学生能够利用新能源材料与器件基本原理分析一般新能源材料及器件所涉及的工程问题，设计实验、分析与解释数据，以获得有效结论，并能够将专业知识用于解决一般有关新能源材料及器件的工程问题，具备一定的设计解决方案以解决一般工程问题的能力。通过该过程的学习，建立新能源开发-冶金－材料-器件制程一体的观念，通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，形成太新能源材料及器件开发应用思维模式，提升理解工程管理与经济决策的基本素质。 四、教学内容、重点难点及教学设计

章节

教学内容

学时分配 总学讲课 实教学重点 时 (含研讨) 践

新能源的特点及现状与发展前景

教学难点

教学方案设计（含教学方法、教学手段）

第1章

新能源的特

新能源

点、分类、开

材料与

发利用现状和

器件

前景的介绍

概论

2

2



储氢技术、储

第2章氢合金、镍氢镍氢电电池工作原池及其理、关键材料、4 关键 制造工艺发展材料 现状与

趋势

电动汽车、储能电站、锂离子电池正极材料、负极材料、电解液、器件8 制造技术、电源管理系统、发展现状和趋

势

4



镍氢电池工作原理、关键材料、制造工艺 锂离子电池关键材料及电池制作工艺、锂离子电池在领电站储能及新能源材料中的应用

晶硅太阳电池关键材料及电池制造工艺，薄膜太阳电池关键材料及制造工艺 质子交换膜燃料电池及碱性燃料电池关键材料及电池制造

采用比较分类的方法讲授各种新能源

各种不同

的特点及应用领域。

新能源的

教学方法包括：PPT

特点及应

演示、课前导学、课

用

堂讲授，课上和课后讨论；

镍氢电池

原理部分采取课前

工作原理

导学、课堂讲授、专

及电池关

题报告的方式进行，

键材料特

材料合成部分采取

别是储氢

对比案例式方式进

材料的合

行。

成 锂离子电池工作原理、不同材料的合成、材料的应用

材料合成部分采取课前导学、课堂讲授、课堂讨论、专题报告的方式进行，电池制作部分采用视频演示

不同种类的太阳能电池采取课前导学、课堂讲授、课堂讨论、专题报告、分类比较的方式进行，制作工艺部部分采用视频演示结合PPT进行讲授

不同种类的燃料电池采取课前导学、课堂讲授、课堂讨论、专题报告、分类比较的方式进行，全部采用PPT进行讲授

第3章锂离子电池及其关键材料

8

太阳能转换技

第4章

术、晶体硅、

太阳电

太阳电池及材

池及其

料，薄膜太阳

关键

电池及材料、

材料

发展现状与

趋势 质子交换膜燃料电池、熔融

第5章碳酸燃料电燃料电池、固体氧化池及其物燃料电池、关键 碱性燃料电材料 池、磷酸盐燃

料电池的电极材料及其器件

6 6

太阳电池工作原理、不同种类太阳能电池的特点

4 4

燃料工作及不类燃池的及应域

电原同料特用池理种电点领

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