Hoppa till innehållet


KURSPLAN

Batterier för ett hållbart samhälle: från råmaterial till battericeller 7,5 högskolepoäng

Batteries for a sustainable society: from raw materials to battery cells
Avancerad nivå, K7006K
Version
Kursplan gäller: Vår 2020 Lp 3 - Tills vidare
Vald version visar för vilken termin och läsperiod som denna kursplanen gäller för. Senaste version visas först.


Utbildningsnivå
Avancerad nivå
Fördjupningskod
A1N
Betygskala
G U 3 4 5
Ämne
Kemi
Ämnesgrupp (SCB)
Kemi

Behörighet

BSc inom kemi, metallurgi, materialvetenskap eller minst 180 hp från en civilingenjörsutbildning i kemiteknik. Studierna skall ha inkluderat kurser i allmän kemi (exempelvis K0016K), oorganisk kemi (exempelvis K0011K) samt fysikalisk kemi (exempelvis K0010K). Goda färdigheter i det engelska språket, motsvarande engelska 6.


Urval

Urvalet grundas på 20-285 högskolepoäng



Mål/Förväntat studieresultat

Kursens mål är att studenten efter avslutad kurs skall:

 

-          kunna förklara och tillämpa grundläggande elektrokemi i analysen av olika typer av elektrokemiska celler och batterier

-          ha kännedom om olika batterityper, superkondensatorer, bränsleceller och deras egenskaper

-          ha kännedom om elektroder, elektrolyter och batteriuppbyggnad för batterier och hur dessa    framställs ur råmaterial

-          kunna förklara hur olika belastningar påverkar batterier: cykling, temperatur, potentialfönster

-          kunna analysera de vanligaste elektrokemiska mekanismerna för elektrodmaterial och hur de tar sig uttryck: interkalation, legering, ”conversion” mm

-          kunna förklara jonledningsmekanismer i elektrolyter

-          kunna identifiera de vanligaste mineralen innehållande Li, Co, Mn, Ni och grafit

-          ha kännedom om de viktigaste malmtyperna innehållande Li, Co, Mn, Ni och grafit, samt var den huvudsakliga brytningen av dessa malmer sker i dagsläget

-          ha kännedom om kända fyndigheter av Li, Co, Mn, Ni och grafit i den svenska berggrunden

-          ha kännedom om vanliga utvinningsprocesser för Li, Co, Mn, Ni och grafit

-          ha kännedom om olika återvinningsmetoder för litiumjon batterier och dess begränsningar


Kursinnehåll

Kursen omfattar grundläggande elektrokemi. Betydelsen av Helmhotzlager och gränsytor i batterier beskrivs och dess påverkan på batteriprestanda.

Batteriuppbyggnad, olika typer av kemiska sammansättningar av elektroder och elektrodernas material samt elektrolyt ska omfattas teoretiskt samt även i praktiska övningar.

Fyndighetstyper för Li, Co, Mn, Ni och grafit samt deras förekomst globalt och i Sverige, människans behov av metaller, mineralidentifiering.

Generell genomgång av metallurgiska metoder. Genomgång av vanliga processvägar för utvinning av Li, Co, Mn, Ni och grafit. Fördjupning i metoder för framställning av litiumprodukter för batteriproduktion som Li-hydroxid. Genomgång av olika kommersiella återvinningsprocesser samt översikt av forskning avseende återvinning av litiumjonbatterier.


Genomförande

Undervisningen sker i form av föreläsningar, räkneövningar med inlämningsuppgifter och laborationer. Laborationer och inlämningsuppgifter är obligatoriska. 1:a lektionen obligatorisk för alla studenter. Frånvaro beviljas av kursansvarig.


Examination

Godkända laborationsredogörelser och godkända inlämningsuppgifter (utan betyg) och skriftlig tentamen med differentierade sifferbetyg, 3, 4, 5.


Övrigt
Under v. 33 (10-14 augusti 2020) sker undervisningen vid Uppsala universitet.
 
Under v. 34-35(17-28 augusti 2020) sker undervisningen vid Luleå tekniska universitet.  

Studiebesök hos Northvolt AB i Västerås (under v.33 eller v.35) och Skellefteå (under v.34 eller v.35).
Kostnader som uppstår i form av resor och extra boende täcks av studenten själv.
 
Skriftlig tentamen äger rum vid Luleå tekniska universitet under v. 35 (24-28 augusti 2020).

Examinator
Faiz Ullah Shah

Litteratur. Gäller från Höst 2020 Lp 1 (Kan ändras fram till 10 veckor innan studiestart)
Helena Berg “Batteries for electric vehicles (materials and electrochemistry)” ISBN 9781107085930, 2015 eller senaste upplagan. Kompendium: ”Exempelsamling och laborationshandledning”.

Kursgivare
Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser (SBN)

Moduler
KodBenämningBetygskalaHpTillståndGäller frånTitel
0001TentamenG U 3 4 56.00ObligatoriskV20Ja
0002LaborationU G#1.50ObligatoriskV20Ja

Kursplanen fastställd

Reviderad
av Biträdande huvudutbildningsledare Eva Gunneriusson, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser 2020-03-06