《电池及化学储能原理》教学大纲 课程名称：电池及化学储能原理 课程类别（必修/选修）：专业选修 课程英文名称：Principle of battery and chemical energy storage 总学时/周学时/学分：32/3/2.0 其中实验实我学时：0 先修课程：有机化学、无机化学、物理化学、分析化学 后续课程支撑：功能高分子材料、光催化材料前沿、绿色化工与清洁生产 授课时间：111周，周五下午57节 授课地点：7B311 授课对象：2019级化学工艺1班：2019食品1班：2019级能源化学1班：2019建筑环境与能源应用1班，2019能源1班，2019能源2班：2019应化 1,2班：2019英语化学卓越计划1,2班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名职称：苗荣荣/讲师，宋金刚/讲师；周平来/经理（赣峰企业导师）；危蹄雅（赣峰企业导师） 答艇时间、地点与方式： 1课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑： 2.课外：可直接到机电楼12L302办公室、12L403实验室进行答疑： 3线上：建立微信课程群，QQ课程群，实施线上答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷()课程论文（√）其它() 使用教材：《电池及化学储能原理》，讲义 教学参考资料：(1)《电化学储能材料与原理》，张会刚，科学出版社，2020年6月 (2)《电化学测量方法》，贾挣，化学工业出版社，2006年7月 (3)《电化学基础教程》，高鹏，化学工业出版社，2019年1月 课程简介：本课程是在校企联合培养模式下，结合锂电产业实际需求催生出来的一门基础理论课程，属于储能技术的先行课程，介绍了电化学基础原理 及锂电基础知识。全书主要包括电池化学、化学储能原理、电化学测量技术、化学储能技术等四大部分内容。其中电池化学及储能原理部分重点叙述较
《电池及化学储能原理》教学大纲 课程名称：电池及化学储能原理 课程类别（必修/选修）：专业选修 课程英文名称：Principle of battery and chemical energy storage 总学时/周学时/学分：32/3/2.0 其中实验/实践学时：0 先修课程：有机化学、无机化学、物理化学、分析化学 后续课程支撑：功能高分子材料、光催化材料前沿、绿色化工与清洁生产 授课时间：1-11 周，周五下午 5-7 节 授课地点：7B311 授课对象：2019 级化学工艺 1 班；2019 食品 1 班；2019 级能源化学 1 班；2019 建筑环境与能源应用 1 班，2019 能源 1 班，2019 能源 2 班；2019 应化 1,2 班；2019 英语化学卓越计划 1,2 班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：苗荣荣/讲师 ；宋金刚/讲师；周平来/经理（赣锋企业导师）；危璐雅/（赣锋企业导师） 答疑时间、地点与方式： 1.课堂：每次上课的课前、课间和课后进行答疑； 2.课外：可直接到机电楼 12L302 办公室、12L403 实验室进行答疑； 3.线上：建立微信课程群，QQ 课程群，实施线上答疑。 课程考核方式：开卷（ ）闭卷（ ）课程论文（ √ ）其它（ ） 使用教材：《电池及化学储能原理》，讲义 教学参考资料：（1） 《电化学储能材料与原理》，张会刚， 科学出版社，2020 年 6 月 （2） 《电化学测量方法》，贾挣，化学工业出版社，2006 年 7 月 （3） 《电化学基础教程》，高鹏，化学工业出版社，2019 年 1 月 课程简介：本课程是在校企联合培养模式下，结合锂电产业实际需求催生出来的一门基础理论课程，属于储能技术的先行课程，介绍了电化学基础原理 及锂电基础知识。全书主要包括电池化学、化学储能原理、电化学测量技术、化学储能技术等四大部分内容。其中电池化学及储能原理部分重点叙述较
为成熟的基础理论知识，包括电池化学所涉及的热力学基础，电极/溶液界面的结构与性质、电极动力学过程：电化学测量技术重点介绍了目前实际锂电 行业常用的测量技术及分析方法：化学储能技术部分包含了不同类型储能技术的基本原理及应用现状。通过本课程的学习，培养学生利用电化学理论解 决实际复杂电化学问题的基本思路和方法，为高素质复合型工科人才的培养奠定了理论基础。 课程教学目标及对单业要求指标点的支棒 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 单业要求 目标1： 2-1能够将自然科学的基本概 2能够运用数学、自然科学和化学学科等领域的基本原理，识别和 了解电池化学基本单元，基本概念、掌握电化学原 念运用于复杂工程问题的适当 表达化学领域相关的工程与设计问题，并通过文献研究分析以获 理对经济、社会发展和环境的影响，理解学生应具 表述 得有效结论 备职业及伦理规范 目标2： 41能够理解相关化学原理，采 结合实际企业工程问题，能够进行团队分工，查阅 4能够采用科学方法对化学领域工程问题进行研究和分析，包括 用科学方法对化学工程实践中 文献，运用电化学测量技术，提出解决方案和分析 设计实验、处理与解释数据得到合理有效的结论 的问题进行研究 方法，体现工程思维及创新思维
为成熟的基础理论知识，包括电池化学所涉及的热力学基础，电极/溶液界面的结构与性质、电极动力学过程；电化学测量技术重点介绍了目前实际锂电 行业常用的测量技术及分析方法；化学储能技术部分包含了不同类型储能技术的基本原理及应用现状。通过本课程的学习，培养学生利用电化学理论解 决实际复杂电化学问题的基本思路和方法，为高素质复合型工科人才的培养奠定了理论基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 了解电池化学基本单元，基本概念、掌握电化学原 理对经济、社会发展和环境的影响，理解学生应具 备职业及伦理规范 2-1 能够将自然科学的基本概 念运用于复杂工程问题的适当 表述 2 能够运用数学、自然科学和化学学科等领域的基本原理，识别和 表达化学领域相关的工程与设计问题，并通过文献研究分析以获 得有效结论 目标 2： 结合实际企业工程问题，能够进行团队分工，查阅 文献，运用电化学测量技术，提出解决方案和分析 方法，体现工程思维及创新思维 4-1 能够理解相关化学原理，采 用科学方法对化学工程实践中 的问题进行研究 4 能够采用科学方法对化学领域工程问题进行研究和分析，包括 设计实验、处理与解释数据得到合理有效的结论
目标3： 6-2在化学实验设计中具备综 6能够基于化学相关背景知识进行合理分析，评价应用化学实践和 理解和掌握最新的储能技术，运用工程思维解决电 合考虑多种制约因素的意识，能 相关工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律法规以及工程伦 化学生产中的实际问题，并能针对项目问题够进行 够合理分析和评价工程实践与 理的影响，并理解应承担的社会责任 失效模式分析 相关因素间的关系 理论散学进程表 教学内容（重点、难点、课程 教学模式 周次 散学主题 授课敕师 学时数 支排课程 思政融入点) 教学方法 作业安排 (线上/线下) 目标
目标 3： 理解和掌握最新的储能技术，运用工程思维解决电 化学生产中的实际问题，并能针对项目问题够进行 失效模式分析 6-2 在化学实验设计中具备综 合考虑多种制约因素的意识，能 够合理分析和评价工程实践与 相关因素间的关系 6 能够基于化学相关背景知识进行合理分析，评价应用化学实践和 相关工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律法规以及工程伦 理的影响，并理解应承担的社会责任 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程 思政融入点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课程 目标
重点：介绍电池发展概况及化学 储能技术发展现状：掌握电化学 的研究对象及法拉第定律：介绍 电解质溶液的导电性及其影响 因素：介绍离子水化过程：介绍 课程思政作业：通过文献 离子的扩散及电迁移两种运动 检索或网络资源查找，每 形式：离子的相互作用。 人须完成不少于1500字关 绪论、电池化学基 难点：法拉第定律在电解池及原 于化学电源领域杰出人物 苗荣荣 3 电池中的运用，求算理论比容 线下教学 讲授 事迹。 目标1 本原理及概念 量：电解质溶液的电迁移特性及 运算。 课后作业：运用法拉第定 律的求算电极反应物质的 定量变化 课程思政融入点：介绍化学储 能技术的发展历程，引出电化 学科学家的巨大贡献，培养学 生的爱国精神。 重点：原电池基本特性及热力 原电池电动势及 学求算电动势方法：区分各类 2 宋金刚 电极电位 电极，电极电位的求算。电极电 线下教学 讲授 渠后作业：根据能斯特 目标1 位的定义及类型：电极可逆性 方程计算平衡电极电位 判断，平衡电极电位、标准电极
1 绪论、电池化学基 本原理及概念 苗荣荣 3 重点：介绍电池发展概况及化学 储能技术发展现状；掌握电化学 的研究对象及法拉第定律；介绍 电解质溶液的导电性及其影响 因素；介绍离子水化过程；介绍 离子的扩散及电迁移两种运动 形式；离子的相互作用。 难点：法拉第定律在电解池及原 电池中的运用，求算理论比容 量；电解质溶液的电迁移特性及 运算。 课程思政融入点：介绍化学储 能技术的发展历程，引出电化 学科学家的巨大贡献，培养学 生的爱国精神。 线下教学 讲授 课程思政作业：通过文献 检索或网络资源查找，每 人须完成不少于 1500 字关 于化学电源领域杰出人物 事迹。 课后作业：运用法拉第定 律的求算电极反应物质的 定量变化 目标 1 2 原电池电动势及 电极电位 宋金刚 3 重点：原电池基本特性及热力 学求算电动势方法；区分各类 电极，电极电位的求算。电极电 位的定义及类型；电极可逆性 判断，平衡电极电位、标准电极 线下教学 讲授 课后作业： 根据能斯特 方程计算平衡电极电位 目标 1
电位的求算：不可逆电极电位 的类型及影响电极电位因素。 难点：各类电极的区分，平衡电 极电势的计算：电极反应书写。 重点：电极/溶液界面的意义： 电极与溶液界面区的电位差的 由来：双电层的微分电容：双电 层的结构：零电荷电位及电毛 细现象：电极溶液界面的吸附 课堂讨论：查阅文献，根 现象。 据双电层模型及微分电 电极/溶液界面的 3 苗荣荣 讲授 容曲线，拓展其在超级电 目标1 结构与性质 线下教学 难点：微分电容曲线：电极溶液 容器中的应用。 界面的吸附现象： 课程思政融入点：通过零电荷 电位的产生过程，引导学生普 用分析归纳总结的科学思维方 法。 重点：电极的极化现象及产生 电极过程及化学 能力拓展作业：根据相应 苗荣荣 原因：极化曲线及其测量：电极 3 线下教学 讲授 目标1 储能原理 原理介绍，查阅文献，选 过程的基本历程：电极过程的 定一种新型电极材料对 速度控制步骤：理解准平衡态：
电位的求算；不可逆电极电位 的类型及影响电极电位因素。 难点：各类电极的区分，平衡电 极电势的计算；电极反应书写。 3 电极/溶液界面的 结构与性质 苗荣荣 3 重点：电极/溶液界面的意义； 电极与溶液界面区的电位差的 由来；双电层的微分电容；双电 层的结构；零电荷电位及电毛 细现象；电极溶液界面的吸附 现象。 难点：微分电容曲线；电极溶液 界面的吸附现象； 课程思政融入点：通过零电荷 电位的产生过程，引导学生善 用分析归纳总结的科学思维方 法。 线下教学 讲授 课堂讨论：查阅文献，根 据双电层模型及微分电 容曲线，拓展其在超级电 容器中的应用。 目标 1 4 电极过程及化学 储能原理 苗荣荣 3 重点：电极的极化现象及产生 原因；极化曲线及其测量；电极 过程的基本历程；电极过程的 速度控制步骤；理解准平衡态； 线下教学 讲授 能力拓展作业：根据相应 原理介绍，查阅文献，选 定一种新型电极材料对 目标 1
电极过程的特征。理解电极的 其充放电机理及应用前 嵌脱反应原理、合金化反应原 景进行总结。 理、转换反应原理及其他电化 学反应原理 难点：电极过程的速度控制步 骤及动力学方程：嵌脱反应热 力学及动力学：合金化反应原 理： 重点：介绍常用的电化学测量 方法，主要介绍循环伏安法简 单原理、氧化还原反应的分析： 课后作业：横向对比不同 企业导 电化学阻抗法简单的原理推 材料的阻抗拟合模型差 5,6 电化学测量方法 师：危璐 6 导，实例分析：简单介绍其他电 线下教学 讲授 异 目标2 雅 化学测量技术。 难点：循环伏安曲线的氧化还 原反应分析，阻抗图的拟合电 路模型以及典型数据分析：
电极过程的特征。理解电极的 嵌脱反应原理、合金化反应原 理、转换反应原理及其他电化 学反应原理 难点：电极过程的速度控制步 骤及动力学方程；嵌脱反应热 力学及动力学；合金化反应原 理； 其充放电机理及应用前 景进行总结。 5，6 电化学测量方法 企业导 师：危璐 雅 6 重点：介绍常用的电化学测量 方法，主要介绍循环伏安法简 单原理、氧化还原反应的分析； 电化学阻抗法简单的原理推 导，实例分析；简单介绍其他电 化学测量技术。 难点：循环伏安曲线的氧化还 原反应分析，阻抗图的拟合电 路模型以及典型数据分析； 线下教学 讲授 课后作业：横向对比不同 材料的阻抗拟合模型差 异 目标 2
重点：介绍传统的两类二次电 池：铅酸蓄电池和镍氢电池，包 括两类电池的工作原理，结构 课堂讨论：查阅文献， 组成及电极材料特性，发展现 铅蓄电池、镍氢 企业导 状及未来的发展方向：新型锂 了解铅酸电池目前在国 > 电池，锂（钠）硫 师：周平 内的现状及回收技术进 3 硫电池及钠硫电池工作原理及 线下教学 讲授 目标2 电池 来 展 发展现状。 难点：新型锂硫电池及钠硫电 池的工作原理及相应的工程应 用
7 铅蓄电池 、镍氢 电池 ，锂（钠） - 硫 电池 企业导 师：周平 来 3 重点 ：介绍传统的两类二次电 池：铅酸蓄电池 和镍氢电池，包 括两类电池的工作原理，结构 组成及电极材料特性，发展现 状及未来的发展方向；新型锂 - 硫电池及钠硫电池工作原理及 发展现状。 难点 ：新型锂 -硫电池及钠硫电 池的工作原理及相应的工程应 用 线下教学 讲授 课堂讨论 ：查阅文献 ， 了解铅酸电池目前在国 内的现状及回收技术进 展 目标 2
重点：锂离子电池组成、工作原 理：锂离子电池正极、负极、隔 膜、电解液的发展和应用进展， 不同应用类型锂离子电池的特 点及设计要点，锂离子电池行 课堂讨论：查阅文献，总 企业导 业现状及技术发展方向。 结目前主流电动汽车电 8,9 锂离子电池 师：周平 6 线下教学 讲授 池材料体系、特点以及发 目标2 来 难点：锂离子电池化学原理在 展方向 实际电池设计中的应用 课程思政融入点：通过锂电池 技术及行业介绍，让学生了解 我国锂电池在世界中的地位， 增强学生爱国精神。 重点：固态电池组成、工作原 企业导 理：固态电解质的类型及离子 作业：查阅文献，了解和 传输机理，固态电池行业现状 总结目前国内固态电解 10 固态电池 师：周平 线下教学 讲授 来 及技术发展方向 质开发的路线和应用前 目标3 难点：固态电解质在电池中应 景 用缺陷的改善方法
8,9 锂离子电池 企业导 师：周平 来 6 重点：锂离子电池组成、工作原 理；锂离子电池正极、负极、隔 膜、电解液的发展和应用进展， 不同应用类型锂离子电池的特 点及设计要点，锂离子电池行 业现状及技术发展方向。 难点：锂离子电池化学原理在 实际电池设计中的应用 课程思政融入点：通过锂电池 技术及行业介绍，让学生了解 我国锂电池在世界中的地位， 增强学生爱国精神。 线下教学 讲授 课堂讨论：查阅文献，总 结目前主流电动汽车电 池材料体系、特点以及发 展方向 目标 2 10 固态电池 企业导 师：周平 来 3 重点：固态电池组成、工作原 理；固态电解质的类型及离子 传输机理，固态电池行业现状 及技术发展方向 难点：固态电解质在电池中应 用缺陷的改善方法 线下教学 讲授 作业：查阅文献，了解和 总结目前国内固态电解 质开发的路线和应用前 景 目标 3
思政内容：通过固态电解质发 展历史的介绍，引导学生刻苦 钻研的精神 重点：介绍两类电池：燃料电池 企业导 作业：查阅文献，了解目 和钠离子电池，包括两类电池 前钠电池正极材料研究 燃料电池、钠离 师：周平 11 来苗荣 2 的工作原理，结构组成及电极 线下教学 讲授 进展 目标3 子电池 材料特性，发展现状及未来的 荣 发展方向： 难点：新型钠电池的工程应用 合计： 32
思政内容：通过固态电解质发 展历史的介绍，引导学生刻苦 钻研的精神 11 燃料电池、钠离 子电池 企业导 师：周平 来 苗 荣 荣 2 重点：介绍两类电池：燃料电池 和钠离子电池，包括两类电池 的工作原理，结构组成及电极 材料特性，发展现状及未来的 发展方向； 难点：新型钠电池的工程应用 线下教学 讲授 作业：查阅文献，了解目 前钠电池正极材料研究 进展 目标 3 合计： 32
课程考核 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例(%) 权重(%) 课程目标 作业 课堂讨论 课程论文 目标1 2-1 10 0 0 10 目标2 4-1 10 10 0 20 目标3 6-2 10 、0 60 70 总计 30 10 60 100 备注：)根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核。2)各项者核标准见附件所示。 大纲编写时间：2022年8月24日 系（部）审查意见： 我系课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 孝起 日期：2022年8月30日 备注：1)课程进度以实际授课为准，根据实际情况邀请企业导师进行授课，企业导师根据需要可能会适当调整：课后作业根据每次学生实际学习情 况，任课老师可能会适当调整，课堂讨论形式以自由（分组）讨论或课堂练习的形式进行。 2)线上散学平台网址为： 10
10 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 权重（%） 作业 课堂讨论 课程论文 目标 1 2-1 10 0 0 10 目标 2 4-1 10 10 0 20 目标 3 6-2 10 0 60 70 总计 30 10 60 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2022 年 8 月 24 日 系（部）审查意见： 我系课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期：2022 年 8 月 30 日 备注： 1）课程进度以实际授课为准，根据实际情况邀请企业导师进行授课，企业导师根据需要可能会适当调整；课后作业根据每次学生实际学习情 况，任课老师可能会适当调整，课堂讨论形式以自由（分组）讨论或课堂练习的形式进行。 2）线上教学平台网址为：
