锂离子电池的组装及设计实验教学大纲网（纯实验实训课模版锂离子电池课程中文课程课程的组装及设专业能力名称代码类型计实验AssemblyandDesign课程基本信息课程英文开课第6学期学分1experimentof学期名称Lithium lonBattery理论实践学时1818学时学时适用专业材料化学开课单位化学与材料工程学院材料化学教研室及教研室课程完成3个锂离子电池电极材料设计和电池组装的实验。任务目标1：巩固前期所学的知识，综合材料的制备、表征、设计等方面，以锂离子实验电池负极材料为主，从材料制备到电池组装，加深学生对锂离子电池体系的理解：首标目标2：培养学生实验操作能力，综合分析问题和解决问题的能力，养成严肃认要求真，实事求是的科学态度和严谨的工作作风。考核方开卷考试考核式成绩构考勤（20%）+实验报告（30%）+期末考试（50%）成姓名职称教学任务电子信箱实践教学团队负责人唐莉莉讲师讲授42049478@qq.com石薇讲师主讲教师讲授405755011@qq.com出建议名称：主编：出版社：教材版年月：名称：锂离子电池安全性原理、设计与测试主编：杨德1.参?出版社：电子科技大学出版社出版年月：2012.05考实践23书实训材料网络教学资源1.2.等其它3.学习辅导材料学时分配及类型等建议表要求实践（实训）类型项目每组序号时数名称人数验创必选做设综合做证计新水热法制备7vSnO2负极材料锂离子VV电池电2极制备锂离子VV3电池组装实践项目实验（实训）项目名称水热法制备SnO2负极材料8实践场地室内（V）：室外（D学时
锂离子电池的组装及设计实验教学大纲（纯实验实训课模版） 课 程 基 本 信 息 课程中文 名称 锂离子电池 的组装及设 计实验 课程 代码 课程 类型 专业能力 课程英文 名称 Assembly and Design experiment of Lithium Ion Battery 开课 学期 第6学期 学分 1 学时 18 理论 学时 实践 学时 18 适用专业 材料化学 开课单位 及教研室 化学与材料工程学院 材料化学教研室 课程 任务 完成3个锂离子电池电极材料设计和电池组装的实验。 实验 目标 要求 目标1：巩固前期所学的知识，综合材料的制备、表征、设计等方面，以锂离子 电池负极材料为主，从材料制备到电池组装，加深学生对锂离子电池体系的理解； 目标2：培养学生实验操作能力，综合分析问题和解决问题的能力，养成严肃认 真，实事求是的科学态度和严谨的工作作风。 考 核 考核方 式 开卷考试 成绩构 成 考勤（20%）+实验报告（30%）+期末考试（50%） 实践教学团队 姓名 职称 教学任务 电子信箱 负责人 唐莉莉 讲师 讲授 42049478@qq.com 主讲教师 石薇 讲师 讲授 405755011@qq.com 实践 实训 材料 建议 教材 名称： 主编： 出版社： 出 版年月： 参 考 书 1．名称：锂离子电池安全性原理、设计与测试 主编：杨德 才 出版社：电子科技大学出版社 出版年月：2012.05 2． 3． 网络教 学资源 等其它 学习辅 导材料 1． 2． 3． 学时分配及类型等建议表 序号 项目 名称 时数 每组 人数 实践（实训）类型 要求 验 证 设 计 综合 创 新 必 做 选 做 1 水热法 制备 SnO2负 极材料 Ö Ö 2 锂离子 电池电 极制备 Ö Ö 3 锂离子 电池组 装 Ö Ö 实践项目 实验（实训）项目名称 水热法制备SnO2负极材料 学时 8 实践场地 室内（Ö ）； 室外（ ）
综合性选择类型必做（V）：选做（)实验类型磁力搅拌器，管式电阻炉，鼓风干燥箱，不锈钢反应釜，搅拌子，电主要器材子分析天平一、实验目的和要求：1.应用水热法合成材料；2.掌握水热法的原理和条件改变对材料形貌的影响。二、实验原理及内容：原理：水热法，是指一种在密封的压力容器中，以水作为溶剂、粉体经溶解和再结晶的制备材料的方法。相对于其他粉体制备方法，水热法制得的粉体具有晶粒发育完整，粒度小，且分布均匀，颗粒团聚较轻，可使用较为便宜的原料，易得到合适的化学计量物和晶形等优点。水热法的具体制备过程为将一定形式的前驱物放置在高压釜水溶液中，在高温、高压条件下进行水热反应，再经分离、洗涤、干燥等后处理的制粉方法。内容：在改变溶液浓度条件下用水热法合成材料。三、实验步骤：1、分别称取为1mmol，2mmol，3mmol的锡酸钠(Naz2[Sn(OH)6l)，在搅拌条件下溶于40mL去离子水，将混合溶液转移至50mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中。180℃条件下反应12h。2、将所得SnO2沉淀用去离子水和无水乙醇离心洗涤数次，以彻底除去所残留的杂质离子。然后将沉淀物置于鼓风烘箱中80℃干燥12h。3、将沉淀物置于电阻炉中，在空气氛围下于600℃退火2h。四、作业及考核点：观察不同反应物浓度对SnO2形貌的影响。五、教学内容与课程目标的对应关系图。序号教学内容支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点1-1、1-2、2-1、2-2、3-11水热法制备Sn02负极材料目标X、X3-2、4、9-1、9-2、12实践项目实验（实训）项目名称锂离子电池电极制备15实践场地室内（V室外）：学时()验证选择类型必做（V选做）：实验类型()磁力搅拌器，玻璃棒，真空干燥箱，切片机，铜箔，称量瓶主要器材、实验目的和要求：1.掌握电极的制备过程；2.熟悉电极的制备工艺。二、实验原理及内容：原理：电极的制备过程就是用粘结剂将电极材料附着在集流体上。集流体，顾名思义就是指汇集电流的结构或零件。其功用主要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，：因此集流体应与活性物质充分接触，并且内阻应尽可能小为佳。对于锂离子电池来说，正极的集流体用铝箔，负极的集流体用铜箔。个完整锂离子电池的原材料配比，必须包括活性物质材料、导电剂、粘结剂、溶剂以及添加剂等部分组成，而粘结剂在其中起到了将活性物质与箔材、活性物质与活性物质之间、活性物质与导电剂之间粘结起来的作用，虽然用量很少，但其作用不可替代。现今常用的粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)和羧甲基纤维素钠(CMC)。内容：将SnOz以一定的配比用CMC附着在铜箔上。三、实验步骤1、按80:10:10（wt%）称取所制备的活性物质SnO2、乙炔黑、粘接剂CMC，将前两者充分研磨混合0.5h，加入到以水和无水乙醇（质量比为4:1（wt%））的混合溶液为溶剂的CMC溶液中，用磁力搅拌器快速搅拌8h
实验类型 综合性 选择类型 必做（Ö ）； 选做（ ） 主要器材 磁力搅拌器，管式电阻炉，鼓风干燥箱，不锈钢反应釜，搅拌子，电 子分析天平 一、实验目的和要求： 1.应用水热法合成材料； 2.掌握水热法的原理和条件改变对材料形貌的影响。 二、实验原理及内容： 原理： 水热法，是指一种在密封的压力容器中，以水作为溶剂、粉体经溶解和再结晶的制备材料的方法。相对于其他粉体制备 方法，水热法制得的粉体具有晶粒发育完整，粒度小，且分布均匀，颗粒团聚较轻，可使用较为便宜的原料，易得到合适的 化学计量物和晶形等优点。 水热法的具体制备过程为将一定形式的前驱物放置在高压釜水溶液中，在高温、高压条件下进行水热反应，再经分离、 洗涤、干燥等后处理的制粉方法。 内容： 在改变溶液浓度条件下用水热法合成材料。 三、实验步骤： 1、分别称取为1mmol，2mmol，3mmol的锡酸钠(Na2 [Sn(OH)6 ])，在搅拌条件下溶于40mL去离子水，将混合溶液转移 至50mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中。180℃条件下反应12h。 2、将所得SnO2沉淀用去离子水和无水乙醇离心洗涤数次，以彻底除去所残留的杂质离子。然后将沉淀物置于鼓风烘 箱中80℃干燥12h。 3、将沉淀物置于电阻炉中，在空气氛围下于600℃退火2h。 四、作业及考核点： 观察不同反应物浓度对SnO2形貌的影响。 五、教学内容与课程目标的对应关系图。 序号 教学内容 支撑的课程目标 支撑的毕业要求指标点 1 水热法制备SnO2负极材料 目标×、× 1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、 3-2、4、9-1、9-2、12 实践项目 实验（实训）项目名称 锂离子电池电极制备 学时 5 实践场地 室 内 （ Ö ） ； 室 外 （ ） 实验类型 验证 选择类型 必 做 （ Ö ） ； 选 做 （ ） 主要器材 磁力搅拌器，玻璃棒，真空干燥箱，切片机，铜箔，称量瓶 一、实验目的和要求： 1.掌握电极的制备过程； 2.熟悉电极的制备工艺。 二、实验原理及内容： 原理： 电极的制备过程就是用粘结剂将电极材料附着在集流体上。集流体，顾名思义就是指汇集电流的结构或零件。其功用主 要是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，因此集流体应与活性物质充分接触，并且内阻应尽 可能小为佳。对于锂离子电池来说，正极的集流体用铝箔，负极的集流体用铜箔。 一个完整锂离子电池的原材料配比，必须包括活性物质材料、导电剂、粘结剂、溶剂以及添加剂等部分组成，而粘结剂 在其中起到了将活性物质与箔材、活性物质与活性物质之间、活性物质与导电剂之间粘结起来的作用，虽然用量很少，但其 作用不可替代。现今常用的粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)和羧甲基纤维素钠(CMC)。 内容： 将SnO2以一定的配比用CMC附着在铜箔上。 三、实验步骤： 1、按80:10:10（wt%）称取所制备的活性物质SnO2、乙炔黑、粘接剂CMC，将前两者充分研磨混合0.5h，加入到以水 和无水乙醇（质量比为4:1（wt%））的混合溶液为溶剂的CMC溶液中，用磁力搅拌器快速搅拌8h
2、将所得粘稠的糊状倒在铜箱上，用玻璃棒将其摊平得到厚度均匀的液膜，3、用红外干燥器先初步干燥，注意观察干燥情况，避免干燥过快致使液膜因干燥过快而起皮剥落。4、将铜箔置于真空干燥箱中80℃继续干燥12h。5、用切片机将附有材料的铜箔切裁成大小均匀的圆片及得到锂离子电池负极。四、作业及考核点：观察工艺条件如搅拌条件，干燥条件对电极品质的影响。五、教学内容与课程目标的对应关系图。序号教学内容支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点1目标1、21-1、2-1、3-1、4锂离子电池电极制备实践项目实验（实训）项目名称锂离子电池组装5室内（V室外实践场地)：学时()验证必做（V选择类型):选做实验类型()手套箱，压片机，C2032型电池壳，隔膜，锂片，电解液，垫片，镊主要器材子，一次性吸管实验目的和要求：1.熟悉电池组装所需条件：2.掌握锂离子电池的组装过程及要点。二、实验原理及内容：原理：锂离子电池的组装过程简单的说就是在手套箱保护气氛围内，按负极壳、负极片、锂片、电解液、隔膜、电解液、垫片、正极片的顺序放好，经过封装（压强在50MPa左右），即完成电池的装配过程，制成成品电池。。三、实验步骤：1、检查真空手套箱是否处于正常工作状态。最好控制氧气和水蒸气在1ppm以下。2、通过手套箱的小过渡舱将装配过程中所需物品放入手套箱内，需要进行3次抽气补气循环（第一次抽取时间相对长些，补气时间不宜太长）。3、进行电池装配，装配顺序如下：正极壳朝上，放入锂片，放入隔膜，放入负载有负极材料的铜箔，放入泡沫镍，加入适量电解液，最后扣上负极壳（朝下）。注意：正极片、隔膜、锂片以及泡沫镍尽量放正中间。4、如果电池封口机在手套箱中，则直接对电池进行封口。若封口机在手套箱外，则可将电池纸袋装入试样袋，密封。5、清理好手套箱，取出带入的物品。6、电池静置，准备测试。四、作业及考核点：用万用表测试组装好的电池的电压，若电压范围处于1.0-1.5V之间则电池组装成功。五、教学内容与课程目标的对应关系图。序号教学内容支撑的课程目标支撑的毕业要求指标点目标1、21锂离子电池组装1-1、2-1、3-1、41执笔人：石薇审核人：2019年4月28日填表说明：1.本教学大纲编写的课程范围，包括各专业独立设置的所有必修、选修理论课程和实验实训课程，不包括专业实习、见习、毕业论文（设计）、社会调查等实践课程。2.教学大纲的编写须切实贯彻学校关于推动课程内容、教学方法、教学手段、考试方法等改革的要求，务求整合、力求创新，加强实践能力和创新创业能力培养3“课程类型”指公共能力、专业能力、发展能力课程；“考核方式”含期未考试及平时考核等：“成绩组成”指课程成绩分布，须具体说明平时考查、期未考试、实践环节等成绩所占比例：课程教学内容（理论课）须按章节分别填写教学目的与要求、教学重点、教学难点、教学具体知识点、考核点和实践环节，其中实践环节包括作业、实验实训（未独立设置实验实训的课程）、社会实践等方面的要求：实验类型分为验证性、综合性、设计性、创新性等
2、将所得粘稠的糊状倒在铜箔上，用玻璃棒将其摊平得到厚度均匀的液膜。 3、用红外干燥器先初步干燥，注意观察干燥情况，避免干燥过快致使液膜因干燥过快而起皮剥落。 4、将铜箔置于真空干燥箱中80℃继续干燥12h。 5、用切片机将附有材料的铜箔切裁成大小均匀的圆片及得到锂离子电池负极。 四、作业及考核点： 观察工艺条件如搅拌条件，干燥条件对电极品质的影响。 五、教学内容与课程目标的对应关系图。 序号 教学内容 支撑的课程目标 支撑的毕业要求指标点 1 锂离子电池电极制备 目标1、2 1-1、2-1、3-1、4 实践项目 实验（实训）项目名称 锂离子电池组装 学时 5 实践场地 室 内 （ Ö ） ； 室 外 （ ） 实验类型 验证 选择类型 必 做 （ Ö ） ； 选 做 （ ） 主要器材 手套箱，压片机，C2032型电池壳，隔膜，锂片，电解液，垫片，镊 子，一次性吸管 一、实验目的和要求： 1.熟悉电池组装所需条件； 2.掌握锂离子电池的组装过程及要点。 二、实验原理及内容： 原理： 锂离子电池的组装过程简单的说就是在手套箱保护气氛围内，按负极壳、负极片、锂片、电解液、隔膜、电解液、垫 片、正极片的顺序放好，经过封装（压强在50MPa左右），即完成电池的装配过程，制成成品电池。 三、实验步骤： 1、检查真空手套箱是否处于正常工作状态。最好控制氧气和水蒸气在1ppm以下。 2、通过手套箱的小过渡舱将装配过程中所需物品放入手套箱内，需要进行3次抽气补气循环（第一次抽取时间相对长 些，补气时间不宜太长）。 3、进行电池装配，装配顺序如下：正极壳朝上，放入锂片，放入隔膜，放入负载有负极材料的铜箔，放入泡沫镍，加 入适量电解液，最后扣上负极壳(朝下)。注意：正极片、隔膜、锂片以及泡沫镍尽量放正中间。 4、如果电池封口机在手套箱中，则直接对电池进行封口。若封口机在手套箱外，则可将电池纸袋装入试样袋，密封。 5、清理好手套箱，取出带入的物品。 6、电池静置，准备测试。 四、作业及考核点： 用万用表测试组装好的电池的电压，若电压范围处于1.0-1.5V之间则电池组装成功。 五、教学内容与课程目标的对应关系图。 序号 教学内容 支撑的课程目标 支撑的毕业要求指标点 1 锂离子电池组装 目标1、2 1-1、2-1、3-1、4 执笔人： 石薇 审核人： 2019 年 4 月 28 日 填表说明： 1．本教学大纲编写的课程范围，包括各专业独立设置的所有必修、选修理论课程和实验实训课程，不包括专业实 习、见习、毕业论文（设计）、社会调查等实践课程。 2．教学大纲的编写须切实贯彻学校关于推动课程内容、教学方法、教学手段、考试方法等改革的要求，务求整 合、力求创新，加强实践能力和创新创业能力培养。 3．“课程类型”指公共能力、专业能力、发展能力课程；“考核方式”含期末考试及平时考核等；“成绩组成”指课 程成绩分布，须具体说明平时考查、期末考试、实践环节等成绩所占比例；课程教学内容（理论课）须按章节分别填写教 学目的与要求、教学重点、教学难点、教学具体知识点、考核点和实践环节，其中实践环节包括作业、实验实训（未独立 设置实验实训的课程）、社会实践等方面的要求；实验类型分为验证性、综合性、设计性、创新性等