锂离子电池解题技巧

锂离子电极材料的新型解读及电极方程式的书写

锂离子电池作为新型化学电源由于其比能量高、便携储存一直是世界各国电池企业研究的热点，也一直是近几年高考关于二次电池考察的重点。由于其电池体系多样（题干背景多有介绍），题目有一定难度，如何判断电极材料特征及书写电极反应方程式一直困扰着广大高中生们。现就锂离子电池的电极材料及方程式的书写方法予以总结：

电极材料的判断：

负极：①锂以单质形式：Li

②锂以原子形式镶嵌其中：LiAl、LiMnO2 、LiC6、LiCoO2等

正极：①为其他不含Li的材料：S、FeS等

②为含有锂的物质时（LiMn2O4、Li0.35NiO2等），此时正极的锂我们有两种分析方法，一是把正极的Li也看做是镶嵌于物质中，Li还是单质；二是把它看成是以+1价的形式形成化合物。

电极方程式的书写：

负极：锂离子电池负极均为锂单质的放电

Li-e-= Li+

xLi-xe-= xLi+

LiAl-e-= Li++Al

LiMnO2-e-= Li++MnO2

LiC6-e-=Li++C6

LiCoO2-e-=Li++CoO2

正极：当正极为其他不含Li的材料（S、FeS等）时，一般为这些物质得电子，然后和负极产生的Li+结合生成新的物质：

S+2e-+2Li+=Li2S

FeS+2e-+2Li+=Li2S+Fe

当正极为含有锂的物质时（LiMn2O4、Li0.35NiO2等）：

第一种方法：把正极的Li也看做是镶嵌于物质中，Li还是单质，此时负极产生的Li+在正极得到电子与正极材料结合生成新的Li的嵌合物：

LiMn2O4+xLi++xe-=Li1+xMn2O4

2Li0.35NiO2+Li++e-=2Li0.85NiO2

第二种方法：正极的Li看成是以+1价的形式形成化合物，此时正极材料的其他物质得到电子化合价降低，与负极产生的Li结合生成新的化合物：

LiMn2O4+xe-+xLi+=Li1+xMn2O4

2Li0.35NiO2+e-+Li+=2Li0.85NiO2

例题：

1.石墨烯锂硫电池是一种高效低污染的新型二次电池，其结构如图所示，电池反应为2Li + nS

Li2Sn ，有关该电池的说法正确的是（）

A.放电时，Li+向负极迁移

B.充电时锂电极接电源的正极

C.该电池充电时，阳极的电极反应为：nS + 2e-=Sn2-

D.用铅续电池给电池充电时，毎消耗1mol Pb，理论上能生成14g Li

2.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（）

A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi

C.放电时，a极锂的化合价发生变化

D.放电时，溶液中Li+从b向a迁移

3.某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含

Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是（）

A.放电时，LiMn2O4发生氧化反应

B.放电时，正极反应为：Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4

C.充电时，LiMn2O4发生氧化反应

D.充电时，阳极反应为：Li++e-=Li

4 . Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中，正确的是（）

A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B.该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe

C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+

D.充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S+ Fe-2e-=2Li++FeS

5.（2009浙江卷）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li

的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：

Li+2Li0.35NiO2

2Li0.85NiO2

下列说法不正确的是（）

A.放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li+

B.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应

C.该电池不能用水溶液作为电解质

D.放电过程中Li+向负极移动

6.已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li1-xCoO2

C+LiCoO2；

锂硫电池的总反应为：2Li+S

Li2S.

有关上述两种电池说法正确的是（）

A.锂离子电池放电时，Li+向负极迁移

B.锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C.理论上两种电池的比能量相同

D.右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电