能源电池材料 · 电化学性能优化全流程

📚 共计 30 章节
01
绪论:能源电池发展史
电化学性能核心指标(比容量、倍率、循环寿命)· 课程目标与学习路径
📖 入门⚡ 核心指标
02
电化学基础
电极电势 · 能斯特方程 · 电化学极化与浓差极化 · EIS基础
⚗️ 理论📉 极化
03
电池材料概述
正极(LCO/NMC/LFP) · 负极(石墨/硅基/LTO) · 电解质与隔膜
🧪 材料🔋 体系
04
材料合成方法 (上)
固相法 · 溶胶-凝胶法 · 水热/溶剂热法 —— 原理与操作要点
🔥 固相💧 湿化学
05
材料合成方法 (下)
共沉淀法 · 模板法 · 静电纺丝法 —— 优缺点对比与适用场景
🧫 模板⚙️ 对比
06
材料表征技术 (上)
XRD(物相分析)· SEM/TEM(形貌与结构)· BET(比表面积与孔径)
🔬 衍射📐 形貌
07
材料表征技术 (下)
XPS(元素价态)· Raman(碳材料缺陷)· TGA/DSC(热稳定性)
⚛️ 价态🔥 热分析
08
电极制备工艺
浆料配方(活性物质:导电剂:粘结剂) · 涂布工艺 · 辊压与裁片
🧴 浆料📜 涂布
09
扣式电池组装
手套箱操作 · 电解液注液 · 封口工艺 · 静置与化成
🧤 手套箱🔩 封装
10
电化学测试技术 (上)
恒流充放电(GCD)· 循环伏安(CV)—— 原理与数据分析
📊 GCD⚡ CV
11
电化学测试技术 (下)
EIS拟合 · 倍率性能测试 · 长循环测试
📈 EIS🔄 倍率
12
数据处理与绘图
Origin/CasaXPS基础 · 数据归一化 · 容量计算 · dQ/dV曲线绘制
📐 Origin📉 dQ/dV
13
性能优化策略 (上)
纳米化 · 形貌调控(纳米线、纳米片、核壳结构)
🌿 纳米🧬 核壳
14
性能优化策略 (中)
元素掺杂(阳离子/阴离子)· 表面包覆(碳、导电聚合物)
🧪 掺杂🛡️ 包覆
15
性能优化策略 (下)
缺陷工程(氧空位、晶格缺陷)· 复合结构设计
🕳️ 缺陷🧩 复合
16
电解液优化
溶剂与锂盐选择 · 添加剂(FEC/VC) · 高浓度电解液
🧪 电解液➕ 添加剂
17
固态电解质
无机固态(LLZO/LGPS) · 聚合物固态 · 界面问题
🧱 固态🔌 界面
18
理论计算辅助
DFT基础 · 吸附能计算 · 离子迁移路径模拟 —— 实验与计算结合
💻 DFT🔬 模拟
19
机器学习在电池材料中
数据集构建 · 特征工程 · 性能预测模型(随机森林、神经网络)
🤖 机器学习📊 预测
20
原位表征技术
原位XRD · 原位Raman · 原位TEM —— 动态过程监测
🔄 原位🎥 动态
21
失效分析
容量衰减机制(SEI增厚、活性物质脱落、过渡金属溶解) · 热失控分析
⚠️ 失效🔥 热失控
22
安全性与热管理
针刺/过充/热箱测试 · 热管理策略(风冷、液冷)
🛡️ 安全❄️ 热管理
23
电池建模与仿真
COMSOL Multiphysics基础 · 一维电化学模型 · 热-电耦合模型
🖥️ 仿真⚡ 耦合
24
电池管理系统 (BMS)
SOC估算(安时积分/卡尔曼滤波) · SOH评估 · 均衡策略
🔋 BMS📊 SOC
25
下一代电池技术
锂硫电池 · 钠离子电池 · 锂空气电池 —— 原理与挑战
🚀 下一代🧪 锂硫
26
实验设计 (DOE)
正交实验设计 · 响应面法 · 因素筛选与优化
📋 DOE📈 响应面
27
实验室安全与规范
化学品管理 · 高压气瓶使用 · 废弃物处理 · 应急处理
🧯 安全⚠️ 规范
28
科研论文写作
论文结构(IMRaD) · 图表规范 · Cover Letter · 回复审稿人
✍️ 写作📄 投稿
29
项目实战 (上)
从文献调研到实验方案设计 —— 以NMC811材料改性为例
🔬 实战📘 NMC811
30
项目实战 (下)
数据采集 · 性能对比 · 优化迭代 · 成果汇报与总结
📊 数据🏁 总结