锂离子电池

LiC6 + CoO2
LiCoO2 + C6
LixC6 +Li1-xCoO2
LiCoO2 +C6（x＜1）
1.（2016.四川理综.5）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应
C 为：Li1-xCoO2 +LixC6 == LiCoO2 +正确的是(
)
A ．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B ．放电时，负极的电极反应式为LixC6 -xe- ═xLi+ +C6 C ．充电时，若转移1mol e-，石墨（C6）电极将增重7x g D ．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2 -xe- ═Li1-xCoO2 +xLi+
2. （2020.金考卷.高考模拟）随着人类环保意识的增强，新能源汽车有了长足的发展，
该钠离子电池的工作原理Na1-mCoO2 +NamCn
放电
充电 NamCoO2 +Cn
A 下列说法不正确的是( )
A ．充电时，阴极质量减小且Na+数目增加
B ．充电时，阳极的电极反应式为NaCoO2 -me- =Na1-mCoO2 +mNa+ C ． 放电时，Na+向正极移动
D ．放电时，负极的电极反应式为NamCn -me- =mNa+ +Cn
正极材料常用LixMO2 ： LiCoO2、LixCoO2 、LiFePO4、Li2FePO4、Li2Mn2O4、 LixMnO4、LixNiO2。
电解液使用非水液态有机电解质：LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基碳酸酯 （DMC）。
(2018.全国卷.Ⅲ)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔
2020届高考热点追击之锂离子电池
巴东一中高三化学组 张晓丽
北京时间10月9日下午5点45分，瑞 典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将 2019年度诺贝尔化学奖授予美国得州大 学奥斯汀分校John B. Goodenough教授、 纽约州立大学宾汉姆顿分校M.stanley Whittlingham教授和日本化学家Akira Yoshino，以表彰其在锂离子电池的发展 方面作出的贡献。
B ．充电过程发生氧化反应的电极反应式为LiNiO2 -xe- ═Li1-xNiO2 +xLi+
C ．一段时间内Li0.4C6转化为Li0.9C6发生的是放电过程
D ．该电池过充电可能引起电池负极发生金属锂沉积
4. （2019.梧州模拟）钠离子电池具有成本低、能量转换效率高、寿命长等优点。一种钠
离子电池用碳基材料（NamCn）作负极，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，
D ．电池充电时阴极的电极反应式为C6Li1-x +xLi+ + xe- == C6Li
3. 聚合物锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。如图为一种聚合
充电
物锂离子电池示意图，其工作原理为LiNiO2+6C 放电 Li1-xNiO2+LixC6。下列说
C 法错误的是( )
A ．电池放电或充电时，通过胶态高分子电解质的微粒是Li+
锂离子电池被广泛使用，其充、放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌的过程，电池反
应为Li1-xMO2 +C6Li
LiMO2 +C6Li1-x (M代表过渡元素，x<1)，其工作原理如
D 图所示，下列说法正确的是（ ）
A ．该电池总反应为可逆反应
B ．电池放电时a为负极，充电时a为阴极
C ．该电池充、放电时会有金属锂生成，电解液中一定不能有水
衡量电池优劣的标准之一就是比能量，为了提高电池的比能，金属锂日然而然的就成为了负极材料的最 佳人选。直接用金属锂作为电池负极的想法可以说是由来已久，不过理论虽好，实现起来可没有那么容易， 最直接的一个问题就是金属锂性质活泼，常温下与水发生反应，生成氢气和氢氧化锂，虽然没有其他碱金属 剧烈，但是只要能和水反应那也不好办，电解质一般都是盐溶液，要是直接把金属锂放进来做电池，还没等 用呢，负极就反应没了。而且产物是氢气，易燃易爆。
电池总反应式
2020
1、锂电池 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。
常见锂电池： 锂-二氧化锰（正极）电池；锂-氧化铜（正极）电池；锂-硫化铁（正极）电池；
锂-亚硫酰氯（正极）电池；锂-氟化石墨（正极）电池。
2、锂离子电池
锂离子电池中不含有金属态的锂，它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭/石墨）中形 成负极。 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
电极质量变化
放电时，Li+移向正极 正正负负，阴阳阴阳 电子与Li+的移动方向一致 正增负减，阴盛阳衰
2、锂离子电池
锂离子电池中不含有金属态的锂，它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中 形成负极。 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成负极， 负极处于富锂状态；放电时则相反。
有同学可能会说，那我就把电解质做成干电池那样，糊状呗。那也有问题，金属锂还很容易和氧气反应。 你看锂又怕水又怕氧，太娇贵了。所以从1817年化学大佬贝采利乌斯发现锂元素开始，一直到29世纪中期这 100多年里人们基本上就都卡在这第一个问题上了。
直到1958年有人提出一个方案，说我们可以尝试一下用有机溶剂来做电解质。后来美国军方很重视这个 想法，进一步提出了“锂非水电解质体系”的方案。再后来1973年左右，这个事儿还真就成了。负极使用的就 是金属锂，正极使用的是一种新合成的材料，叫做碳氟化合物，电解质使用的就是无机锂盐加上有机溶剂。 这个最早的锂原电池是日本的松下电器先研究出来的。1973年就已经量产了，当时是给一些电动渔船做电池。 1973年
)
A ．放电时，K+在电解质中由A极向B极迁移并嵌入碳微球中
B ．充电时，A极的电极反应式为C*y +xK+ +xe- =KxC*y C ．放电时，每转移0.1 NA电子时，电解质增重18.4 g D ．充放电过程中，PF6-在碳微球电极上可逆地嵌入/脱嵌
常考考点：
电极判断 离子的移动方向 书写电极反应式
D 列说法错误的是( )
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6 +2Li+ +2e- =3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
充电时锂离子电池工作原理示意图
放电时锂离子电池工作示意图
永斯·雅各布·贝采利乌斯 （瑞典）
Jöns Jakob Berzelius 1779年8月20日--1848年8月7日
斯坦利·惠廷汉姆（英国）
M. Stanley Whittingham 1941年12月22日--至今
米歇尔·阿曼德（法国）
Michel Armand 1946年--至今
正极材料常用LixMO2 ： LiCoO2、LixCoO2 、LiFePO4、Li2FePO4、Li2Mn2O4、 LixMnO4、LixNiO2。
电解液使用非水液态有机电解质：LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基碳酸酯 （DMC）。
放电时，Li+移向 正 极；充电时，正极变 阳 极，负极变 阴 极。 电极质量变化： 正增负减，阴盛阳衰 。
D 碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是( )
A．放电时，多孔碳材料电极为负极 B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2-x=
2Li
+
1−x 2
O2
（17.全国卷.Ⅲ）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中 电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8 ==8Li2Sx（2≤x≤8）。下
5. （2020.泉州质检.12）储量丰富成本低的新型电池系统引起了科学家的广泛关注。基
于K+能够可逆地嵌入/脱嵌石墨电极，开发了基于钾离子电解液（KPF6）的新型双碳 电池[碳微球(C)为正极材料，膨胀石墨(C*y)为负极材料]，放电时总反应为：
A KxC*y +xC(PF6) == C*y +xK+ +xC +xPF6-，如图所示。下列叙述错误的是(
年份
2016
2017
2018
试卷 四川理综.选择题5 全国卷.Ⅲ.选择题11
全国卷.Ⅲ.选择题11
考查 载体
可充放电的 锂离子电池
全固态锂硫电池
可充电锂-空气电池
锂电池
考查 内容
离子的移动方向； 电极反应式； 电极质量变化
电极反应式； 电极质量变化； 电解质的作用
正负极判断； 电子、离子的移动方向；
约翰·B·古迪纳夫（美国）
John B. Goodenough 1922年7月25日--至今
吉野彰（日本）
Akira Yoshino 1948年1月30日--至今
2019年诺贝尔化学奖授予古迪纳夫、惠廷汉姆、吉野彰三位科学家，以表彰其在锂离子电池的发展方面 作出的贡献。近年来，锂离子电池一直是高考考查的热点，如。。。。。13号八校联考化学第12题也考查了 锂离子电池的相关知识。但此题一出，便遭到了化学组老师们的质疑。在查阅资料、请教专家后，最终得出 结论：D选项也是正确的，锂离子电池中并不存在化合价的变化。为什么锂离子电池中不存在化合价的变化？ 这得从锂离子电池的发展史说起。