储能科学与工程首招:西安交大储能材料方向的 3 本核心参考书解读
2025-09-04 17:08
来源:大连新东方考研
作者:Joy
随着 “双碳” 目标推进,储能作为新型电力系统的核心支撑技术,人才需求持续激增。2024 年,西安交通大学首次开设 “储能科学与工程” 本科专业,其中 “储能材料方向” 依托该校材料科学与工程学科(教育部第五轮学科评估 A+)的深厚积淀,聚焦锂离子电池、固态电池、储氢材料等关键领域,成为报考热门方向。
对于备考该方向的考生而言,核心参考书不仅是掌握学科基础的关键,更是衔接科研前沿与考试重点的桥梁。本文将详细解读西安交大储能材料方向指定的 3 本核心参考书,从内容框架到复习策略,为大家提供实用指南。
一、《储能材料:原理与应用》(李星国 编著,化学工业出版社)—— 储能材料的 “全景地图”
作为国内储能材料领域的经典教材,《储能材料:原理与应用》由清华大学李星国教授主编,也是西安交大储能材料方向的入门核心书。全书以 “原理 + 应用” 为逻辑主线,覆盖了当前主流储能技术的材料体系,堪称储能材料的 “全景地图”。
教材开篇即清晰划分储能类型(电化学储能、机械储能、热储能、化学储能),并明确储能材料的核心评价指标(能量密度、功率密度、循环寿命、安全性),这部分内容是理解学科框架的基础,也是考试中 “名词解释”“简答题” 的高频考点,比如 “对比电化学储能与化学储能的材料差异”“分析储能材料循环寿命的影响因素” 等题目,均能在第一章找到理论依据。
中间章节按储能技术分类展开,其中 “电化学储能材料”(第 2-4 章)是复习重点。以锂离子电池材料为例,教材详细讲解了正极材料(LiCoO₂、LiFePO₄、三元材料)的晶体结构与脱嵌锂机制、负极材料(石墨、硅基材料)的体积膨胀问题及改性方法,甚至包含电解质材料(液态电解质、固态电解质)的离子传导原理 —— 这些内容与西安交大储能实验室的研究方向高度契合(如固态电池电解质研发、硅基负极改性),考生需重点整理 “结构 - 性能关系” 的逻辑链,比如 “LiFePO₄的橄榄石结构如何提升循环稳定性”“固态电解质的界面阻抗问题如何解决”,这类知识点常以 “论述题” 形式出现。
此外,教材最后一章 “储能材料表征技术”(第 8 章)不可忽视。XRD(晶体结构分析)、SEM/TEM(微观形貌观察)、电化学工作站(循环伏安、充放电测试)等表征方法的原理与应用,既是实验题的考点,也是后续参与科研实践的基础。建议复习时结合西安交大材料学院官网公布的 “储能材料表征平台” 信息,理解设备与教材理论的对应关系,提升知识应用能力。
二、《材料科学基础》(胡赓祥、蔡珣 编著,上海交通大学出版社)—— 储能材料的 “底层逻辑书”
虽然《材料科学基础》是材料类专业的通用基础教材,但在西安交大储能材料方向的备考中,它扮演着 “底层逻辑书” 的角色。储能材料的性能(如离子导电性、结构稳定性)本质上由材料的微观结构决定,而这本书正是解析 “结构 - 性能关联” 的核心工具。
教材的核心考点集中在以下章节:第 3 章 “晶体结构” 中,金属晶体、离子晶体的堆积方式与配位数,可直接用于分析锂离子电池正极材料(如 LiCoO₂的六方层状结构)的离子扩散通道;第 4 章 “晶体缺陷” 中,点缺陷(空位、间隙原子)对离子导电性的影响,是理解固态电解质 “缺陷导电机制” 的关键 —— 比如 “氧空位如何提升陶瓷电解质的离子电导率”,这类知识点常与《储能材料:原理与应用》中的内容结合考查。
第 5 章 “相图与相结构” 和第 8 章 “扩散” 同样重要。相图分析可帮助理解储氢合金(如 LaNi₅)的成分设计与储氢性能的关系,而扩散理论(如菲克定律)则是解释锂电池中 Li⁺迁移速率的核心 —— 考生需避免孤立复习,要学会用《材料科学基础》的理论 “拆解” 储能材料的性能问题,比如 “用扩散理论分析如何提升 Li⁺在电极材料中的迁移速率”,这种跨教材的知识整合能力,是考试取得高分的关键。
复习建议方面,这本书理论性较强,需结合储能材料实例理解。例如,在学习 “位错” 章节时,可联系 “硅基负极的体积膨胀导致位错增殖,进而影响循环寿命” 的实际问题;在复习 “固态相变” 时,可对应 “锂电池正极材料的相变与容量衰减” 的知识点,通过 “理论 + 案例” 的方式加深记忆。
三、《电化学原理》(李荻 编著,北京航空航天大学出版社)—— 电化学储能的 “核心公式书”
在储能材料方向中,电化学储能(锂电池、超级电容器等)占比超过 60%,而《电化学原理》正是理解这类技术的 “核心公式书”。该书由北航李荻教授主编,内容涵盖电化学基础理论与应用,是西安交大储能材料方向考查 “计算题”“推导题” 的主要来源。
教材的重点章节集中在第 2-5 章:第 2 章 “电极 / 溶液界面结构与性质” 中,双电层结构的形成机制与电容计算,直接对应超级电容器的储能原理,考试中可能出现 “计算双电层电容的大小”“分析电解质浓度对双电层结构的影响” 等题目;第 3 章 “电极过程动力学” 是全书核心,Butler-Volmer 方程的推导与应用(如计算电极反应速率、分析极化现象),是锂电池充放电过程动力学分析的基础,考生需熟练掌握公式中各参数的物理意义,以及 “过电位与反应速率的关系”。
第 5 章 “浓差极化与电化学极化” 则需结合储能材料的实际问题理解。例如,“锂电池大电流充放电时,为什么会出现浓差极化?如何通过材料改性降低极化?” 这类问题既需要用书中的极化理论解释,又要联系《储能材料:原理与应用》中的材料设计方法,属于跨教材的综合考点。此外,第 7 章 “二次电池原理” 中,锂电池、钠电池的工作电压计算(能斯特方程应用)、充放电过程的反应式书写,也是考试的重要内容。
复习时,建议以 “公式推导 + 实例计算” 为核心。比如,通过推导能斯特方程,掌握锂电池电动势的计算方法;通过 Butler-Volmer 方程的变形,分析不同极化对电池功率密度的影响。同时,可结合西安交大近年发表的电化学储能论文(如 “新型正极材料的电化学性能研究”),理解理论在科研中的应用,提升知识的深度与广度。
四、备考小贴士:3 本参考书的 “联动复习法”
按 “基础 - 理论 - 应用” 排序复习:先看《材料科学基础》搭建微观结构认知,再学《电化学原理》掌握电化学理论,最后用《储能材料:原理与应用》整合技术与材料体系,形成 “底层逻辑 - 核心理论 - 实际应用” 的知识链。
结合交大科研方向抓重点:西安交大储能材料方向重点研究固态电池、钠离子电池、储氢材料,复习时可针对性强化这三类材料的相关章节(如《储能材料》中 “固态电解质”“钠电池材料” 章节,《电化学原理》中 “固态电池界面问题” 相关内容)。
利用校内资源补短板:登录西安交大材料学院官网,查看 “储能科学与工程” 专业的课程大纲与导师研究方向,获取历年真题(可联系学长或通过学院招生办咨询),分析考点分布;关注学院 “储能材料与器件” 实验室的最新成果,将科研热点与教材知识点结合,提升答题的创新性。
储能科学与工程作为新兴专业,西安交大的首招既意味着机遇,也需要考生扎实掌握学科基础。以上 3 本核心参考书,既是备考的 “敲门砖”,也是未来从事储能材料研究的 “入门工具”。希望大家能通过系统复习,不仅在考试中取得优异成绩,更能建立对储能材料领域的深度认知,为我国储能技术的发展贡献力量。如果需要进一步了解某本参考书的具体章节考点,或获取西安交大储能方向的备考资料,欢迎在评论区留言!更多考研相关资讯请关注新东方考研网。
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