曲阜师范大学：新能源材料与器件专业《二次电池材料与器件》课程教学大纲

曲华師范大学课程教学大纲学院：物理工程学院课程名称：二次电池材料与器件英文名称：Materials and Devices of Secondary Batteries课程代码：074640课程性质：专业核心课程计划学时：理论：36实践/实验：183学分：1-18周授课时间：物理楼授课地点：适用专业：新能源材料与器件批准人：执笔人：凌瑞审核人：凌瑞课程负责人：授课教师：凌瑞修订日期：年月日2023717

课程教学大纲 学 院： 物理工程学院 课程名称： 二次电池材料与器件 英文名称：Materials and Devices of Secondary Batteries 课程代码： 074640 课程性质： 专业核心课程 计划学时：理论：36 实践/实验：18 学 分： 3 授课时间： 1-18 周 授课地点： 物理楼 适用专业： 新能源材料与器件 执笔人： 凌瑞 审核人： 批准人： 课程负责人： 凌瑞 授课教师： 凌瑞 修订日期： 2023 年 7 月 17 日

《二次电池材料与器件》课程教学大纲一、课程简介本课程的教学是在电化学原理的基础上，系统讲授二次电池的种类、结构及原理。通过本课程的学习，使学生能够掌握二次电池电池的基本理论、知识和制备方法，认识二次电池技术在新能源技术中的重要作用，具备二次电池相关测试及数据分析能力对该领域基本概念和基本原理有充分的理解，培养学生的学习和研究的兴趣，为从事相关领域的工作奠定良好的基础。二、课程目标课程目标1：通过系统讲授二次电池的基础知识，学生能够熟练掌握二次电池的分类、特点、电化学原理。课程目标2：通过学习二次电池的结构，让学生深刻地理解正极、负极、电解液和隔膜的特征及其对电池的电化学性能的影响。课程目标3：通过学习二次电池的工艺技术，让学生系统性地了解二次电池制备的各个步骤，理解电池工艺技术和电池特征参数之间的关联性，具备应用理论知识去分析和解决实际问题的能力。课程目标4：通过应用二次电池基本原理分析讨论目前产业化中二次电池遇到的技术难题，适当介绍一些二次电池技术发展史、二次电池重大事件、重要人物故事及二次电池的前沿技术，使学生具备在已掌握的知识框架下对二次电池存在的问题进行分析和解决的能力。表1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表课程目标.XXX..课程目标课程目标课程目标课程目标3课程目标1 课程目标24毕业要求指标点1-1掌握解决复杂材料工程问题的数学基本知识，VVVV并能运用相关知识建立复毕业要求1：杂工程模型并求解。工程知识1-2掌握自然科学基本知识，并能运用相关知识建VV7V立复杂材料工程问题的物理模型并提出解决思路。2-1了解与二次电池材料相关的设计新方法、新概毕业要求2：念、新设备，电池材料设计yVJ问题分析中存在的问题和发展趋势。2-2对电池材料工艺和设1/7

《二次电池材料与器件》课程教学大纲 1 / 7 一、课程简介 本课程的教学是在电化学原理的基础上，系统讲授二次电池的种类、结构及原理。 通过本课程的学习，使学生能够掌握二次电池电池的基本理论、知识和制备方法，认 识二次电池技术在新能源技术中的重要作用，具备二次电池相关测试及数据分析能力， 对该领域基本概念和基本原理有充分的理解，培养学生的学习和研究的兴趣，为从事 相关领域的工作奠定良好的基础。 二、课程目标 课程目标 1：通过系统讲授二次电池的基础知识，学生能够熟练掌握二次电池的分 类、特点、电化学原理。 课程目标 2：通过学习二次电池的结构，让学生深刻地理解正极、负极、电解液和 隔膜的特征及其对电池的电化学性能的影响。 课程目标 3：通过学习二次电池的工艺技术，让学生系统性地了解二次电池制备的 各个步骤，理解电池工艺技术和电池特征参数之间的关联性，具备应用理论知识去分析 和解决实际问题的能力。 课程目标 4：通过应用二次电池基本原理分析讨论目前产业化中二次电池遇到的技 术难题，适当介绍一些二次电池技术发展史、二次电池重大事件、重要人物故事及二次 电池的前沿技术，使学生具备在已掌握的知识框架下对二次电池存在的问题进行分析和 解决的能力。 表 1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表 课程目标 课程目标 1：XXX. . 课程目标 毕业要求指标点 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 毕业要求 1： 工程知识 1-1 掌握解决复杂材料工 程问题的数学基本知识， 并能运用相关知识建立复 杂工程模型并求解。 √ √ √ √ 1-2 掌握自然科学基本知 识，并能运用相关知识建 立复杂材料工程问题的物 理模型并提出解决思路。 √ √ √ √ 毕业要求 2： 问题分析 2-1 了解与二次电池材料 相关的设计新方法、新概 念、新设备，电池材料设计 中存在的问题和发展趋 势。 2-2 对电池材料工艺和设 √ √ √ √

《二次电池材料与器件》课程教学大纲备进行优化、调整和改进的基本能力。3-1：通过查阅文献资料获取有价值信息，养成终身学习的习惯，具有在电池材料教育和科研等专业领域发展的意识；毕业要求3:y23-2：通过学习理论力学中V1开发解决方案的基本原理、定律和方法以及其应用，掌握一定的反思方法和技能，具有一定的创新意识和批评性思维。77V10-1：能够熟练运用二次电池专业术语就能源问题与他人有效交流与沟通10-2：能按正确的格式撰毕业要求10写材料工程技术方面的报沟通告和设计文稿。10-3：了解二次电池领域及其相关行业的国际前沿状况（注：部分课程课程想实现毕业要求之外的课程目标，也是允许的，针对这种个别的例外情况，要说明其不针对毕业要求指标点。）三、教学内容各教学单元有明确的学习目标，描述以学生为主语，使用行为动词。表2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表课程课程教学课程目学时课程目周次日期章节目标内容提要目标分配方法标1标4231.1电池基PPT讲授本概念；第1章电课堂讨论1.2电池种VV12池概述实例分析类1.3电池课堂练习的工作2.1电化学第2章电PPT讲授原理；2.2池的化学课堂讨论电池结2-4V6与物理原实例分析构；2.3电理课堂练习池特性第3章铅3.1概述；5V2PPT讲授>V2 /7

《二次电池材料与器件》课程教学大纲 2 / 7 备进行优化、调整和改进 的基本能力。 毕业要求 3: 开发解决方案 3-1：通过查阅文献资料获 取有价值信息，养成终身 学习的习惯，具有在电池 材料教育和科研等专业领 域发展的意识； 3-2：通过学习理论力学中 的基本原理、定律和方法 以及其应用，掌握一定的 反思方法和技能，具有一 定的创新意识和批评性思 维。 √ √ √ √ 毕业要求 10: 沟通 10-1：能够熟练运用二次 电池专业术语就能源问题 与他人有效交流与沟通 10-2：能按正确的格式馔 写材料工程技术方面的报 告和设计文稿。 10-3：了解二次电池领域 及其相关行业的国际前沿 状况 √ √ √ √ （注：部分课程课程想实现毕业要求之外的课程目标，也是允许的，针对这种个别的例外情况，要 说明其不针对毕业要求指标点。） 三、教学内容 各教学单元有明确的学习目标，描述以学生为主语，使用行为动词。 表 2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表 周次 日期 章节 内容提要 学时 分配 教学 方法 课程目 标 1 课程 目标 2 课程 目标 3 课程目 标 4 1 第 1 章电 池概述 1.1 电池基 本概念； 1.2 电池种 类 1.3 电池 的工作 2 PPT 讲授 课堂讨论 实例分析 课堂练习 √ √ √ √ 2-4 第 2 章电 池的化学 与物理原 理 2.1 电化学 原理；2.2 电池结 构；2.3 电 池特性 6 PPT 讲授 课堂讨论 实例分析 课堂练习 √ √ 5 第 3 章铅 3.1 概述； 2 PPT 讲授 √ √ √

《二次电池材料与器件》课程教学大纲3.2铅酸电酸电池课堂讨论池的电化实例分析课堂练习学原理3.3铅酸电池3.4铅酸电池的制造工艺3.5阀控式铅酸电池3.6铅炭电池3.7铅酸电池的发展方向4.1概述4.2镍镉电池的结构及原理4.3低压镍氢PPT讲授第4章镍电池的结课堂讨论1V6-86基电池构及原理实例分析4.4高压镍课堂练习氢电池的结构及原理4.5前景与展望5.1概述5.2锂离子电PPT讲授池的工作第5章锂课堂讨论原理5.3正V9-1718V离子电池实例分析极材料5.4课堂练习负极材料5.5电解质6.1铅酸电池的回收利用6.2镍PPT讲授第6章二氢电池的课堂讨论次电池的V182VV回收利用实例分析回收利用6.3锂离子课堂练习电池的回收利用3/7

《二次电池材料与器件》课程教学大纲 3 / 7 酸电池 3.2 铅酸电 池的电化 学原理 3.3 铅酸电池 3.4 铅酸电 池的制造 工艺 3.5 阀 控式铅酸 电池 3.6 铅 炭电池 3.7 铅酸电池 的发展方 向 课堂讨论 实例分析 课堂练习 6 - 8 第 4 章镍 基电池 4.1 概述 4.2 镍 镉 电 池的结构 及原理 4.3 低压镍氢 电池的结 构及原理 4.4 高压 镍 氢电池的 结构及原 理 4.5 前景 与展望 6 PPT 讲授 课堂讨论 实例分析 课堂练习 √ √ √ 9 -17 第 5 章锂 离子电池 5.1 概述 5.2 锂离子电 池的工作 原理 5. 3 正 极材料 5. 4 负极材料 5. 5 电解质 18 PPT 讲授 课堂讨论 实例分析 课堂练习 √ √ √ √ 18 第 6 章二 次电池的 回收利用 6.1 铅酸电 池的回收 利用 6.2 镍 氢电池的 回收利用 6.3 锂离子 电池的回 收利用 2 PPT 讲授 课堂讨论 实例分析 课堂练习 √ √ √

《二次电池材料与器件》课程教学大纲（注：①教学内容服务于课程目标，要根据达成课程目标的需要来确定教学单元，各单元安排合理的教学内容。在修订课程大纲过程中，需要对照课程目标，及时删去与课程目标无关的内容，增补和更新由于学科、方法发展而引起变化的部分，尤其要增补原内容体系中对课程目标支撑缺失和薄弱的部分。②重视利用教学方法实施课程思政。）四、课程考核（一）课程目标与课程考核的对应关系表3：课程目标与课程考核的对应关系表考核方式课程目标课程目标课程目标课程目标考核内容及占比12341平时作业2课堂提问3阶段性测VV二次电池的分类和特点试4期末考试(占30%)1平时作业2课堂提问锂离子电池的结构和基本3阶段性测VVV原理。试4期末考试(30%)1平时作业2课堂提问锂离子电池正极和负极的3阶段性测y主要类别和各自电化学性试能。4期末考试(40%)1平时作业二次电池材料发展前沿的V2课堂提问先进思想与技术（二）评定方法1.平时作业：课后作业，考察学生对基本知识的掌握，占比总成绩20%2.课堂提问：考察学生课堂回答积极性与知识掌握程度，占比总成绩10%3.阶段性测试：包括课堂测试和期中测试。占比总成绩20%：4.期末考试：占总成绩50%。（三）评分标准表4：课程目标与评分标准的对应关系表占分课程目标评分标准4 /7

《二次电池材料与器件》课程教学大纲 4 / 7 （注：①教学内容服务于课程目标，要根据达成课程目标的需要来确定教学单元，各单元安排合理 的教学内容。在修订课程大纲过程中，需要对照课程目标，及时删去与课程目标无关的内容，增补 和更新由于学科、方法发展而引起变化的部分，尤其要增补原内容体系中对课程目标支撑缺失和薄 弱的部分。②重视利用教学方法实施课程思政。） 四、课程考核 （一）课程目标与课程考核的对应关系 表 3：课程目标与课程考核的对应关系表 考核内容 考核方式 及占比 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 二次电池的分类和特点 1 平时作业 2 课堂提问 3 阶段性测 试 4 期末考试 (占 30%) √ √ 锂离子电池的结构和基本 原理。 1 平时作业 2 课堂提问 3 阶段性测 试 4 期末考试 (30%) √ √ √ 锂离子电池正极和负极的 主要类别和各自电化学性 能。 1 平时作业 2 课堂提问 3 阶段性测 试 4 期末考试 (40%) √ √ 二次电池材料发展前沿的 先进思想与技术 1 平时作业 2 课堂提问 √ （二）评定方法 1.平时作业：课后作业，考察学生对基本知识的掌握，占比总成绩 20%； 2.课堂提问：考察学生课堂回答积极性与知识掌握程度，占比总成绩 10%； 3.阶段性测试：包括课堂测试和期中测试。占比总成绩 20%； 4.期末考试：占总成绩 50%。 （三）评分标准 表 4：课程目标与评分标准的对应关系表 课程目标 占分 评分标准

《二次电池材料与器件》课程教学大纲比例较熟练掌握基本掌握二初步掌握二熟练掌握二次二次电池的不能掌握二次次电池的电次电池的电电池的电化学电化学基础电池的电化学化学基础知化学基础知基础知识、结知识、结基础知识、结识、结构、识、结构、构、原理、正构、原理、构、原理、正原理、正负原理、正负负极材料电化正负极材料负极材料电化极材料电化极材料电化学性能分析电化学性能学性能分析学性能分析学性能分析分析优：90-100中：70-79不合格：<60良：80-89合格：60-69课程目标140%36-4032-3528-3424-27<24课程目标230%27-3024-2921-2318-20<18课程目标330%27-3024-2921-2318-20<18100%70-7960-69<60课程目标490-10080-89（四）课程目标达成情况评价方法1.定量评价法分课程目标达成度=（0.1×分目标在课堂提问与讨论中的平均得分+0.2×分目标在课后作业中平均得分+0.2×分目标在期中考试中的平均得分+0.5×分目标在期末考试中的平均得分）/0.1×分目标在课堂提问与讨论中总分+0.2×分目标在课后作业中总分+0.2×分目标在期中考试中的总分+0.5×分目标在期末考试中的总分)。总课程目标达成度=0.4×课程目标1达成度+0.3×课程目标2达成度+0.3×课程目标3达成度2．定性评价法课程目标达成情况定性评价法主要包括问卷法，座谈交流法，专家评价法等。课程负责人通过定性评价法掌握课程目标达或情况，了解学生对课程目标达成情况的认可度，分析同行专家对课程目标达成情况的评价与建议，及时总结并持续改进。“问卷中调查题必需涵差所有议题，且题量分布要均衡。年道调查题的选项统一设定为“完全符合”、“符合”、“基本符合”、“基本不符合"、“完全不符合”等5项《出勤率除外)。每个选项依次对应5、4、3、2、1分。采用李克特五点评分法，每个被调查者的体验总分就是他对各道题回答所得分数之和，得分越高说明学生课程学习体验越好。五、教材及参考资料1.李福军《二次电池科学与技术》，北京：科学出版社，2021。2.义夫正树主编，苏金然，汪继强等翻译。《锂离子电池科学与技术》，北京：化学工业出版社，2015。5/7

《二次电池材料与器件》课程教学大纲 5 / 7 比例 熟练掌握二次 电池的电化学 基础知识、结 构、原理、正 负极材料电化 学性能分析 较熟练掌握 二次电池的 电化学基础 知识、结 构、原理、 正负极材料 电化学性能 分析 基本掌握二 次电池的电 化学基础知 识、结构、 原理、正负 极材料电化 学性能分析 初步掌握二 次电池的电 化学基础知 识、结构、 原理、正负 极材料电化 学性能分析 不能掌握二次 电池的电化学 基础知识、结 构、原理、正 负极材料电化 学性能分析 优：90-100 良：80-89 中：70-79 合格：60-69 不合格：＜60 课程目标 1 40% 36-40 32-35 28-34 24-27 ＜24 课程目标 2 30% 27-30 24-29 21-23 18-20 ＜18 课程目标 3 30% 27-30 24-29 21-23 18-20 ＜18 课程目标 4 100% 90-100 80-89 70-79 60-69 ＜60 （四）课程目标达成情况评价方法 1．定量评价法 分课程目标达成度=(0.1×分目标在课堂提问与讨论中的平均得分+0.2×分目标在课 后作业中平均得分+0.2×分目标在期中考试中的平均得分+0.5×分目标在期末考试中的平 均得分)/(0.1×分目标在课堂提问与讨论中总分+0.2×分目标在课后作业中总分+0.2×分目 标在期中考试中的总分+0.5×分目标在期末考试中的总分)。 总课程目标达成度=0.4×课程目标 1 达成度+0.3×课程目标 2 达成度+0.3×课程目标 3 达成度 2．定性评价法 课程目标达成情况定性评价法主要包括问卷法，座谈交流法，专家评价法等。课程 负责人通过定性评价法掌握课程目标达或情况，了解学生对课程目标达成情况的认可度， 分析同行专家对课程目标达成情况的评价与建议，及时总结并持续改进。 “问卷中调查题必需涵差所有议题，且题量分布要均衡。年道调查题的选项统一设 定为“完全符合”、“符合”、“基本符合”、“基本不符合"、“完全不符合”等 5 项《出勤率除 外)。每个选项依次对应 5、 4、 3、 2、1 分。采用李克特五点评分法，每个被调查者 的体验总分就是他对各道题回答所得分数之和，得分越高说明学生课程学习体验越好。 五、教材及参考资料 1.李福军《二次电池科学与技术》，北京：科学出版社，2021。 2.义夫正树主编，苏金然，汪继强等翻译。《锂离子电池科学与技术》，北京：化学工 业出版社，2015

《二次电池材料与器件》课程教学大纲6/ 7

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