- Nazwa przedmiotu:
- Akumulatory
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Leszek Niedzicki
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Pojazdów Elektrycznych i Hybrydowych
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1150-PE000-ISP-0310
- Semestr nominalny:
- 5 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Godziny kontaktowe 30h, w tym obecność na wykładach 30h;
2. Przygotowanie się do zajęć – 10h;
3. Przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie – 15h.
Razem nakład pracy studenta: 30h+10h+15h=55h.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Obecność na wykładach – 30h, co odpowiada 1.2 punktu ECTS.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- brak
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- brak
- Limit liczby studentów:
- zgodnie z zarządzeniem Rektora PW
- Cel przedmiotu:
- Po zakończeniu kursu student powinien: posiadać szczegółową wiedzę na temat istniejących rodzajów akumulatorów oraz materiałów elektrodowych, elektrolitycznych i innych potrzebnych do budowy ogniw; posiadać wiedzę o możliwościach modyfikacji i mieszania materiałów elektroaktywnych w celu uzyskania parametrów adekwatnych do założonego celu; potrafić krytycznie ocenić skład i strukturę istniejącego ogniwa i zaproponować jego modyfikacje w celu dopasowania parametrów ogniwa do konkretnej aplikacji; umieć zaprojektować ogniwo pod konkretne zastosowanie przy uwzględnieniu aspektów ekonomicznych i środowiskowych; umieć przewidzieć przyczyny potencjalnych usterek ogniwa i zaproponować potrzebne modyfikacje w strukturze ogniwa lub na poziomie wymagań ze strony układu zasilanego w celu minimalizacji wystąpienia tych usterek; umieć współdziałać i porozumiewać się w ramach interdyscyplinarnego zespołu na potrzeby doboru materiałów składowych ogniwa do danego zastosowania.
- Treści kształcenia:
- Celem wykładu jest zapoznanie studentów z następującymi tematami: przegląd akumulatorów; akumulatory kwasowo-ołowiowe - rodzaje, budowa, sposób działania; akumulatory niklowo-wodorkowe i niklowo-kadmowe - budowa, rodzaje materiałów, zagrożenia dla środowiska; akumulatory wysokotemperaturowe; anody do ogniw litowo-jonowych - parametry, rodzaje materiałów, sposoby produkcji, modyfikacji; zjawisko interkalacji; struktury nanometryczne; katody do ogniw litowo-jonowych - materiały polimerowe, tlenkowe, krzemianowe, fosforanowe - parametry, sposoby produkcji, modyfikacji; zjawiska związane z wbudowywaniem się jonów w struktury krystaliczne; sole litowe do elektrolitów w ogniwach litowo-jonowych; właściwości chemiczne, elektrochemiczne, termiczne, toksyczność, możliwości recyklingu; elektrolity ciekłe do ogniw litowo-jonowych; zasady doboru rozpuszczalników w kontekście zastosowania; ekonomia produkcji a parametry elektrolitu; stabilność elektrolitów a zanieczyszczenia; separatory, ich właściwości i modyfikacje; polielektrolity, elektrolity żelowe, polimerowe i stałe w ogniwach litowo-jonowych - synteza i parametry; ogniwa cienkowarstwowe; ciecze jonowe w ogniwach litowo-jonowych; możliwości modyfikacji cieczy jonowych, możliwości modyfikacji materiałów za pomocą cieczy jonowych; metody modyfikacji elektrolitów; dodatki funkcjonalne do elektrolitów modyfikujące lub podnoszące parametry; dobór materiałów i optymalizacja parametrów ogniwa litowo-jonowego pod kątem zastosowania; maksymalizacja parametrów do zastosowań specjalnych; produkcja baterii litowo-jonowych w małej skali do specjalnych zastosowań i w skali przemysłowej; elementy ogniwa niezbędne do pracy ogniwa, ale nie biorące udziału w magazynowaniu i odzysku energii; rodzaje struktur ogniw; metody montowania ogniw; obudowy i zabezpieczenia; problemy projektowe i technologiczne przy produkcji ogniw; kierunki rozwoju akumulatorów; akumulatory cynkowo-powietrzne i litowo-powietrzne; akumulatory sodowo-jonowe; charakterystyka prądowo-napięciowa; cyklowanie, zużycie ogniwa a jego praca; diagnostyka ogniw; uszkodzenia i niebezpieczeństwa związane z ogniwami litowo-jonowymi; rodzaje zabezpieczeń na poziomie chemii i elektroniki; recykling baterii; ograniczenia w dostępie do materiałów.
- Metody oceny:
- Kolokwium pisemne
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- brak
- Witryna www przedmiotu:
- lniedzicki.ch.pw.edu.pl
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0310_W1
- Student potrafi dobrać rodzaj akumulatora oraz materiały elektrodowe, elektrolityczne i inne potrzebne do budowy ogniwa odpowiednio do zastosowania.
Weryfikacja: kolokwium pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W05, K_W09, K_W11, K_W16, K_W17, K_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0310_W2
- Student potrafi zaproponować modyfikacje i mieszaniny materiałów elektroaktywnych w celu uzyskania parametrów adekwatnych do założonego celu.
Weryfikacja: kolokwium pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W05, K_W11, K_W16, K_W17, K_W19, K_W20
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0310_U1
- Student potrafi krytycznie ocenić skład i strukturę istniejącego ogniwa i zaproponować jego modyfikacje w celu dopasowania parametrów ogniwa do konkretnej aplikacji.
Weryfikacja: kolokwium pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U14, K_U16, K_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0310_U2
- Student potrafi zaprojektować ogniwo pod konkretne zastosowanie przy uwzględnieniu aspektów ekonomicznych i środowiskowych.
Weryfikacja: kolokwium pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U16, K_U22, K_U09, K_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0310_U3
- Student potrafi przewidzieć przyczyny potencjalnych usterek ogniwa i zaprojektować potrzebne modyfikacje w strukturze ogniwa lub na poziomie wymagań ze strony układu zasilanego w celu minimalizacji wystąpienia tych usterek.
Weryfikacja: kolokwium pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U13, K_U14, K_U16, K_U24
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0310_K1
- Student jest świadomy potrzeby współdziałania i porozumiewania się w ramach interdyscyplinarnego zespołu na potrzeby doboru materiałów składowych ogniwa do danego zastosowania, dzięki umiejętności posługiwania się fachowym językiem do opisu zjawisk, materiałów i procesów.
Weryfikacja: kolokwium pisemne
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K02, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: