锂离子电池解题技巧
锂离子电池归纳总结与典例解析
锂离子电池归纳总结与典例解析
■ 安徽砀山第四中学 尉言勋 安徽砀山晨光中学 徐 楠
电化学内容是高考的热点, 新课标卷每年均会考查, 题 型以选择题为主, 有时在原理科综合选择题或工艺流程题中 以一小问的形式呈现。 高考中的新型化学电源, 一般具有高 能环保、 经久耐用、 电压稳定、 比能量高 (单位质量释放的 能量) 等特点, 因此, 锂离子电池成了高考的高频考点。 锂 离子电池是一种理想的小型绿色电源, 在生活中应用广泛, 比如大家熟知的移动电话、 笔记本电脑、 小型摄像机等等。 虽然题目情景较新, 但落脚点往往还是离子的移动方向, 电 极方程式的书写判断等基础知识。 解题原理仍然还是原电池 的基本理论, 只要细心分析, 实际上得分相对比较容易。 本 文对锂电池及锂离子电池的考查进行归纳总结, 希望对 2020 届的复习备考有所启发。
本原理, 以及阴、 阳离子的定向移动方向。 注意: 放电时的
原电池反应, 逆向为电解池反应; 放电的负极, 充电时应该
为阴极; 放电的正极充电时应该为阳极。
2. 全固态锂硫电池。
【例 2】 (2017·课标Ⅲ, 11) 全固态锂硫电池能量密度
四、 典例解析
正极材料
LiMO2(M:Co、Ni、Mn 等) LiM2O4(M:Co、Ni、Mn 等)
LiMPO4(M:Fe 等)
负极反应:LixCn-xe-=xLi++nC 正极反应:Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2
总反应:Li1-xMO2+LixCn
nC+LiMO2。
负极材料
石墨 (能吸附锂原子)
LiFePO4
2. 锂硫电池 (负极-Li, 正极-S)。
sci导师经验分享:锂离子电池常见问题、经典案例及解决思路汇总
sci导师经验分享:锂离子电池常见问题、经典案例及解决思路汇总锂离子电池是目前最常用的电池,广泛应用在各种电子产品和电动车辆中。
然而,在使用过程中,常常会出现一些问题,影响电池的性能和寿命。
在这里,我将分享一些锂离子电池常见问题、经典案例及解决思路,希望对大家有所帮助。
1. 容量衰减问题容量衰减是锂离子电池的一个常见问题,随着电池循环次数的增加,电池的容量会逐渐下降。
这可能是由于电解液中溶解的锂逐渐损失、正极材料的结构变化、电解液的分解或者电极材料的脱层等原因导致的。
为了延长电池的寿命,我们可以通过优化电池的设计、选择合适的材料和优化电池充放电控制策略来降低容量衰减的速度。
2. 过充和过放问题过充和过放是锂离子电池的另一个常见问题,过充会导致电池发热、气体产生,甚至发生爆炸;而过放则会导致电池损坏,降低电池的寿命。
为了避免过充和过放,我们可以通过添加合适的保护电路,控制充放电电压和电流以及定期对电池进行检测和维护来解决这一问题。
3. 电池老化问题随着电池使用时间的增加,电池材料会发生老化,电池内阻会增加,导致电池容量下降、充电时间延长、电池温升增大等问题。
为了延长电池的寿命,我们可以通过降低充放电速率、定期进行充放电循环、控制电池的工作温度等方法来减缓电池的老化速度。
4. 安全性问题安全性问题是锂离子电池的一个重要考虑因素,虽然锂离子电池具有高能量密度和高工作电压的优点,但是一旦受到损坏或操作不当,就容易发生过热、短路、爆炸等安全问题。
为了保证电池的安全性,我们可以通过加入保护电路、采用防爆设计、控制电池的温度和压力等方法来减少安全风险。
5. 充电速率问题充电速率是影响锂离子电池充放电性能的一个重要因素,很多时候电池在快速充放电的情况下会产生热量增加、容量减少和寿命缩短等问题。
为了提高电池的充电速率,我们可以通过优化电池材料、改进电池结构、调整充电控制策略等方法来提高电池的充电速率。
总的来说,锂离子电池是一种高性能电池,但是在使用过程中依然会出现一些问题。
高三锂电池知识点总结大全
高三锂电池知识点总结大全在高中化学课程中,锂电池作为新能源材料的重要组成部分,是高考化学中的热点之一。
本文将对高三学生在学习锂电池相关知识点时需要掌握的内容进行总结,帮助学生更好地理解和记忆。
# 锂电池概述锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的电池。
自20世纪70年代诞生以来,因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等特点,被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域。
# 锂电池的工作原理锂电池的工作原理基于锂离子在正负极之间的移动。
充电时,锂离子从正极脱出,通过电解质移动到负极;放电时,锂离子则从负极移动回正极。
这个过程伴随着电子在外部电路中的流动,从而产生电流。
# 锂电池的组成锂电池主要由以下几部分组成:1. 正极材料:常见的有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。
2. 负极材料:通常使用石墨或硅基材料。
3. 电解质:分为液态电解质和固态电解质,前者更为常见。
4. 隔膜:隔开正负极,防止短路,同时允许锂离子通过。
# 锂电池的类型锂电池按照其结构和材料的不同,可以分为多种类型:1. 锂离子电池:目前应用最广泛,如手机、笔记本电脑中的电池。
2. 锂聚合物电池:使用固态聚合物电解质,具有更高的安全性和设计灵活性。
3. 锂铁电池:以磷酸铁锂为正极材料,具有更高的安全性和循环稳定性。
# 锂电池的充放电过程1. 充电:锂离子从正极材料中脱出,通过电解质向负极移动,同时电子通过外部电路从正极流向负极。
2. 放电:锂离子从负极材料中脱出,通过电解质向正极移动,电子则通过外部电路从负极流向正极。
# 锂电池的优点1. 高能量密度:相比其他类型的电池,锂电池单位重量或体积提供的能量更多。
2. 长循环寿命:在适当的使用和维护下,锂电池可以承受数百至数千次的充放电循环。
3. 低自放电率:锂电池在不使用时能量损失较小。
# 锂电池的缺点1. 成本较高:相比于其他类型的电池,锂电池的成本较高。
2. 安全隐患:锂电池在过充、过热或物理损伤时可能会发生热失控,导致燃烧或爆炸。
高考锂电池知识点总结
高考锂电池知识点总结随着科技的发展,锂电池作为一种重要的储能设备,已经广泛应用于电动车、手机、电脑等各个领域。
在高考化学考试中,锂电池是一个常见的考点,掌握了相关知识点不仅有助于我们解答相关题目,还能够帮助我们更好地理解电化学原理。
本文将对高考中常见的锂电池知识点进行总结。
一、锂电池的基本原理锂电池是一种通过化学反应实现电能转化的设备。
它由正极(锂金属氧化物)、负极(石墨)、电解质和隔膜组成。
在充放电过程中,锂离子在正负极之间进行迁移,通过这种离子迁移,实现电能的转化。
二、锂电池的充放电过程在锂电池的充放电过程中,蕴含着很多电化学反应。
以锂离子电池为例,充电过程中,锂金属氧化物会失去氧化剂,电解质中的锂离子会向负极(石墨)迁移,同时负极上的锂离子会脱除电子,形成金属锂。
放电过程中,这些反应则会反向进行。
三、锂电池的正极材料在不同种类的锂电池中,正极材料有所不同。
常见的有锂离子电池、锂聚合物电池和钠离子电池等。
其中,最常见的锂离子电池采用的正极材料有三种类型:钴酸锂、锰酸锂和三元材料(镍钴锰酸锂)。
不同的正极材料会影响电池的性能指标,例如容量、循环寿命等。
四、锂电池的安全性问题随着锂电池的广泛应用,其安全性问题也成为人们关注的焦点。
锂电池在充放电过程中,有可能出现短路、过充、过放、过热等问题,甚至会引发火灾和爆炸。
因此,锂电池的安全措施至关重要。
包括电池设计中的安全保护装置、电池包装材料的选择以及使用过程中的合理操作等方面。
五、锂电池的性能指标在评价锂电池性能时,常用的指标有容量、循环寿命、功率密度、能量密度等。
容量是指电池储存电能的能力,通常以单位质量或单位体积的电量表示。
循环寿命是指电池充放电循环次数,通常以充放电容量达到额定容量的百分比表示。
功率密度和能量密度则体现了电池在短时间和长时间内释放能量的能力。
六、锂电池的应用与发展随着电动车、无人机、储能系统等领域的不断发展,锂电池的应用前景越来越广阔。
简化原理,破解锂离子电池习题
反应
+ xL 。
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放 电
,, _ t r l 一, J y , , mo
C 6 , 1 相 、 日j 当于 了" 一 E l 叠 电极 墨 似 增 J 百 u 加
总 的反应 : Li C o O 2 +6 C
Li C
L i 1 Co O 2 q -
单质 , 则 L i C6为 负 极 材 料 , 放 电 时 正 极 反 应
锂 为 正极 的 锂 离 子 电池 为 例 , 充 放 电 时 其 电
极 反应 如 下 :
为 I i 一 Co O。 - + - zLi + ze 一 -
Li C o O , 负 极
反 应 为 Li C 一 ze - — —zL i + C , B项 正 确 。
了 1 mo l 锂单 质 , 质量 增加 7 g, C项 错 误 。
答 案 : C
放 电
三 锂 离子 电 池 习题的 解题 方法
按照“ 摇 椅 电池” 理论 , 锂 离 子 电池 是
通 过 Li 在 两 个 电 极 间 往 返 脱 出 和 嵌 入 实 现充放 电过程 , 不 是 通 过 传 统 的 氧 化 还 原 反 应 实 现 电子 转 移 , 这 使 得 同 学 们 解 答 锂
化学篇 核心考点解读
高二使用 2 O 1 6年 1 2月 下
锂 离 子 电 池 是 一 种 质 轻 环 保 的 可 再 生 新 能源 , 与社会 生活 密切 相关 , 已 广 泛 应 用 于 手
度 只 有 0 . 5 3 4 g ・c m~ , 锂 的 电荷 密 度 很 大 ,
所 以锂 离 子 电 池 具 有 体 积 小 、 质量 轻 、 比 能 量 高等 优 点 。锂 是 活 泼 金 属 , 易 与 水 反 应 :
高考锂电池的知识点复习
高考锂电池的知识点复习高考对于每一个学生来说都是一个重要的里程碑,而物理作为其中重要的一门科目,涉及到许多重要的知识点。
其中,锂电池作为一种重要的能源储存器,受到了广泛的应用和研究。
在高考物理考试中,锂电池作为一个知识点经常被提及。
本文将介绍锂电池的基本原理及其相关知识点,以供高考复习参考。
一、锂电池的基本原理锂电池是一种通过锂离子在正负极之间的迁移来实现电荷与放电的化学能转换的设备。
锂离子分别从负极通过电解液和锂离子传导体迁移到正极,电池放电时则相反。
根据锂离子在正负极之间的迁移情况,锂电池常分为充电和放电两种状态。
二、锂离子电池的结构与原理锂离子电池的结构主要分为正极、负极、电解液和隔膜四部分组成。
正极由正极材料和导电剂构成,负极由负极材料和导电剂构成,电解液由盐溶液构成,而隔膜则起到电池内部的隔离作用。
正负极材料是锂离子电池中的关键部分,正极常使用的是锂化合物如LiCoO2,负极则常使用石墨材料。
在充电过程中,锂离子从正极迁移到负极,负极材料中的碳会逐渐插入锂离子,形成LiC6,负极产生化学反应,实现电能的储存。
放电过程中,则正好相反。
三、锂离子电池的特点和应用锂离子电池具有很多优点,例如高能量密度、长寿命、无记忆效应等。
这些特点使得锂离子电池在移动通信、电动汽车、便携式设备等领域得到广泛应用。
高能量密度是锂离子电池最突出的优点之一,它也是为什么锂离子电池在移动设备中被广泛采用的原因。
相对于其他电池,锂离子电池能够在重量相对较轻的情况下提供更多的电能。
长寿命是指锂离子电池具有较长的循环寿命和自放电时间,这使得锂离子电池在电动汽车和存储系统中具有重要的应用前景。
四、锂离子电池的发展和问题随着科技的不断进步,锂离子电池也在不断发展和改进。
例如,高能量锂离子电池的研究旨在提高其能量密度,从而获取更持久的电池续航能力。
此外,也有关于提高锂离子电池快充性能和安全性的研究。
然而,锂离子电池也存在一些问题。
微专题锂离子电池
微专题:锂离子电池——以2019年诺贝尔化学奖为背景的热点题材试题【考情背景】最高龄诺贝尔奖得主诞生!97岁“锂电池之父”传奇人生再添荣耀。
众望所归!北京时间2019年10 月9 日,诺贝尔化学学奖评选结果揭晓——诺贝尔委员会宣布,将本年度此奖项颁发给约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、M·斯坦利·威廷汉和吉野彰,以表彰他们在电池领域的重要创新。
“锂电池之父”John B. Goodenough是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发现人,锂离子电池的奠基人之一。
【温馨提示】高考备考刷题固然重要,但是刷什么题也很重要。
最近命题专家们命制了很多与锂离子电池有关的题目,今天我给高三考生们选出其中的一些题,就当作高考猜题吧。
猜题不太好,学习还是应该踏踏实实的,但是备考还是应该有方向的,有时候方向比努力更重要哦。
猜错是正常的,但认真做了这些题,相信是会有所领悟的,是有收获的,希望能助高三学子们一臂之力。
【解题策略】1.模型认知,避繁就简。
2. 找出“题眼”,判断电极。
注意Li x C6等电极材料的特点。
3.运用关于电化学的各种口诀辅助快速答题。
Ready go!(一)钴酸锂电池1.(2020·广东高三)2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。
一种锂离子电池的反应式为Li x C6+Li1-x CoO2C6+LiCoO2(x<1)。
其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是()A.放电时,Li+由b极向a极迁移B.放电时,若转移0.02mol电子,石墨电极将减重0.14gC.充电时,a极接外电源的正极D.该废旧电池进行“充电处理”有利于锂在LiCoO2极回收2.(2020·云南师大附中高三月考)1980年,古迪的夫发明了钴酸锂材料,这种材料的结构可以使锂离子在其中快速移动。
以LiCoO2作电极材料的锂离子电池在充、放电时的微观粒子变化如图所示,下列说法正确的是A.LiCoO2是电池的负极材料B.充电时,LiCoO2电板的电势低于石墨电极C.充电时,阳极发生的反应是LiCoO2+xe-=Li1-x CoO2+xLi+D.放电时,当1mol电子转移,则石墨电极质量减少7g3.(2019·广东执信中学高三月考)荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家,他设计的可充电电池的工作原理示意图如左下图所示。
化学题锂离子电池
化学题锂离子电池《锂离子电池中的化学奥秘》嘿,同学们!今天咱们来聊聊锂离子电池里那些超有趣的化学知识,这里面可是有好多咱们学过的化学概念呢。
首先,咱们得知道锂离子电池里有很多化学物质,它们之间的化学键可是非常关键的。
化学键就像是原子之间的小钩子。
那离子键呢,就好比是带正电和负电的原子像超强磁铁般吸在一起。
比如说在锂离子电池的某些组成部分中,锂离子(Li⁺)带正电,它和带负电的一些离子或者基团之间就是靠这种离子键结合的。
而共价键呢,就像原子们共用小钩子连接。
就像两个人共同拿着一根绳子,谁也不放手,这种连接方式让原子组成分子。
再来说说化学平衡。
化学平衡就像是一场拔河比赛。
反应物和生成物就像两队人。
刚开始的时候,可能一方力量比较大,反应朝着一个方向进行得比较快。
但是随着比赛的进行,慢慢地就会达到一种状态,就像两队人力量一样大的时候,这时候正逆反应速率相等了,反应物和生成物的浓度也就不再变化了,这就是化学平衡状态。
在锂离子电池的工作过程中,其实也存在着一些涉及化学平衡的反应哦。
比如说电池内部某些物质的转化反应,当电池稳定工作的时候,这些反应就在一种接近平衡的状态下进行着。
分子的极性这个概念也很有趣。
咱们可以把分子想象成小磁针。
像水这种极性分子呢,氧一端就像磁针的南极带负电,氢一端就像北极带正电。
这就使得水具有很多特殊的性质。
而二氧化碳是直线对称的非极性分子,就像一个两边完全一样的东西,没有这种一端带正电一端带负电的情况。
在锂离子电池的电解液中,分子的极性会影响到锂离子的传输等很多性能呢。
比如说,极性分子可能会和锂离子有特殊的相互作用,帮助锂离子在电解液中移动。
配位化合物在锂离子电池里也有它的身影。
咱们可以把中心离子看成是聚会的主角,配体呢就是提供孤对电子共享的小伙伴。
中心离子就像一个很受欢迎的人,周围围着一群有特殊能力(孤对电子)的小伙伴(配体)。
在锂离子电池的电极材料或者一些添加剂中,可能会存在配位化合物,它们可以对电池的性能起到调节的作用,比如提高电池的稳定性或者改善电池的充放电效率。
高考热点-锂离子电池【好题精选】
微专题:锂离子电池——以2019年诺贝尔化学奖为背景的热点题材试题【考情背景】最高龄诺贝尔奖得主诞生!97岁“锂电池之父”传奇人生再添荣耀。
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“锂电池之父”John B. Goodenough是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发现人,锂离子电池的奠基人之一。
【温馨提示】高考备考刷题固然重要,但是刷什么题也很重要。
最近命题专家们命制了很多与锂离子电池有关的题目,今天我给高三考生们选出其中的一些题,就当作高考猜题吧。
猜题不太好,学习还是应该踏踏实实的,但是备考还是应该有方向的,有时候方向比努力更重要哦。
猜错是正常的,但认真做了这些题,相信是会有所领悟的,是有收获的,希望能助高三学子们一臂之力。
【解题策略】1.模型认知,避繁就简。
2. 找出“题眼”,判断电极。
注意Li x C6等电极材料的特点。
3.运用关于电化学的各种口诀辅助快速答题。
Ready go!(一)钴酸锂电池1.(2020·广东高三)2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。
一种锂离子电池的反应式为Li x C6+Li1-x CoO2C6+LiCoO2(x<1)。
其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是()A.放电时,Li+由b极向a极迁移B.放电时,若转移0.02mol电子,石墨电极将减重0.14gC.充电时,a极接外电源的正极D.该废旧电池进行“充电处理”有利于锂在LiCoO2极回收2.(2020·云南师大附中高三月考)1980年,古迪的夫发明了钴酸锂材料,这种材料的结构可以使锂离子在其中快速移动。
以LiCoO2作电极材料的锂离子电池在充、放电时的微观粒子变化如图所示,下列说法正确的是A.LiCoO2是电池的负极材料B.充电时,LiCoO2电板的电势低于石墨电极C.充电时,阳极发生的反应是LiCoO2+xe-=Li1-x CoO2+xLi+D.放电时,当1mol电子转移,则石墨电极质量减少7g3.(2019·广东执信中学高三月考)荣获2019年诺贝尔化学奖的吉野彰是最早开发具有商业价值的锂离子电池的日本科学家,他设计的可充电电池的工作原理示意图如左下图所示。
锂离子电池电位练习题熟悉锂离子电池中的电位计算和解释
锂离子电池电位练习题熟悉锂离子电池中的电位计算和解释锂离子电池是一种常见且重要的电池类型,广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域。
了解锂离子电池中的电位计算方法和解释,对于理解电池的性能和使用具有重要意义。
本文将通过几个电位练习题,帮助读者熟悉锂离子电池中的电位计算和解释。
练习题一:计算标准电极电位首先,我们需要计算锂离子电池中两个半反应所对应的标准电极电位。
以锂金属正极为例,其半反应方程式为:Li+ + e- → Li(s)根据标准电极电位表,锂离子还原为锂金属的标准电极电位为-3.04V。
另外,锂离子在负极的半反应方程式为:LiCoO2 → Li+ + CoO2 + e-根据标准电极电位表,锂离子嵌入到CoO2中的标准电极电位为+3.0V。
因此,锂离子电池的标准电极电位为:+3.0V - (-3.04V) = 6.04V练习题二:计算电池中的实际电位在实际的锂离子电池中,电池内部存在电化学反应和电阻等因素,会导致电池的实际电位低于标准电极电位。
现假设锂离子电池的实际电位为5.90V,我们来计算电池内部的电化学反应和电阻所引起的电位损失。
根据锂离子电池的半反应方程式和实际电位,可以将电池的电位损失分解为电化学反应和电阻两部分。
设电化学反应引起的电位损失为ΔE1,电阻引起的电位损失为ΔE2。
根据热力学理论,电池中的电位损失与放电容量之间存在线性关系。
假设电池的放电容量为Q,则有:ΔE1 = αQ,其中α为电位损失系数。
另外,根据欧姆定律,电阻引起的电位损失与电流和内阻之间存在线性关系。
假设电池的内阻为R,电流为I,则有:ΔE2 = RI通过实验测量,我们可以得到电池的放电容量为2000mAh,电流为2A,内阻为0.1Ω。
将这些值代入计算公式,可以得到电池中的电化学反应引起的电位损失为:ΔE1 = αQ = α × 2000mAh = α × 2C因此,电化学反应引起的电位损失为2αV。
面试题锂离子电池 动力电池
电池行业面试题1.目前市场上主要有那几种电池?从体积能量密度、环保性等方面阐述他们的特点。
铅酸铵电池:能量密度低,体积较大。
含污染环境的重金属铅。
镍镉电池:能量密度不高,含有有毒金属元素镉。
镍氢电池:能量密度较高,环保性好,不再使用有毒的镉。
锂电池:能量密度较高。
绿色环保。
2.锂离子电池的正极材料主要有哪几种?并分析他们的优缺点钴酸锂优点:工作电压较高,充放电平稳,比能量高,电导性好,工艺简单。
钴酸锂缺点:抗过充电性较差,价格昂贵(钴),循环性能有待提高,热稳定性差。
锰酸锂优点:锰资源丰富、安全性高,比较容易制备。
锰酸锂缺点:材料抗溶解性低,深度充放电过程易发生晶格畸变,造成电池容量的迅速衰竭。
三元材料(钴镍锰酸锂)优点:高温稳定性好,抗电解质腐蚀性好。
三元材料(钴镍锰酸锂)缺点:充放电时晶格也容易畸变。
磷酸铁锂优点:高稳定性,安全可靠。
磷酸铁锂缺点:导电性一般,电极材料利用率低。
3.碳酸锂在锂电池行业的应用是什么?相关的上市生产企业有那几个?碳酸锂是正极材料、电解液、金属锂的基础原材料。
是锂电最主要的基础材料。
天齐锂业西藏矿业中信国安路翔股份赣锋锂业4.从电解液的材料成本来看,电解液的主要核心材料是什么? 国内生产企业有那几个?从材料成本的角度看,六氟磷酸锂是电解液的核心材料,10 吨电解液需要1-1.25 吨六氟磷酸锂,但所占电解液总成本却高达60%以上。
2011 年之前,国内只有天津金牛能生产六氟磷酸锂,产能为400 吨/年。
上市公司中多氟多已于2011 年初开始试生产,4 月份全面投产,产能达到200 吨/年;九九久5 月底400 吨/年六氟磷酸锂项目也进入试生产阶段,江苏国泰的300 吨/年的项目仍处于中试阶段。
5.国内电动自行车电池主要有哪几种?他们分别占有的市场份额大约是多少?高达89% 采用铅酸电池,镍氢电池仅8%,锂离子及其它电池仅3%,预估未来将改以锂离子电池为主。
6.生产、研发动力电池的国内企业主要有那些?天津力神电池股份有限公司深圳市芯动力精电电子科技有限公司苏州星恒电源有限公司上海恒动汽车电池有限公司赛恩斯能源科技有限公司合肥国轩高科动力能源有限公司深圳市北虎电池科技有限公司江西省福斯特新能源有限公司深圳市科普仕能源有限公司北京中芯优电信息技术有限公司东莞市翔度电池有限公司中聚雷天动力电池有限公司、北京中润恒动动力电池有限公司比亚迪深圳比克哈尔滨光宇7.电池隔膜的主要作用是什么?阐述一下国内电池隔膜的现状。
高考热点 锂离子电池和锂电池 专题突破
高考热点锂离子电池和锂电池专题突破在高考中,锂电池和锂离子电池是一个热门话题。
锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯,负极是锂。
电池组装完成后电池即有电压,不需要充电。
虽然这种电池可以充电,但循环性能不好。
在充放电循环过程中,容易形成锂结晶,造成电池内部短路,因此一般情况下这种电池是禁止充电的。
后来,日本索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池。
这就是锂离子电池。
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。
而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样,当对电池进行放电时,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。
回正极的锂离子越多,放电容量越高。
目前所说的锂离子电池通常为锂二次电池。
锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。
2.锂离子电池的反应及特性锂离子电池是一种新型的蓄电池,具有能量密度大、电压高等特点。
在锂离子电池放电时,负极反应式为C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+,正极反应式为Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2.其中,C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料,LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物。
因此,选项A正确。
5.锂离子电池的结构及反应某种锂离子电池的结构示意图如图所示,其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。
电池充电时的总反应化学方程式为:LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi。
放电时,Li+主要从正极区通过隔膜移向负极区,负极反应为xLi-xe-=xLi+。
因此,选项A错误。
6.锂离子电池的充放电过程在该可充电的锂离子电池充放电的工作示意图中,负极反应式为Li_xC6-xe=C6+xLi+,正极反应式为Li1-xMnO2+xLi++xe=LiMnO2.因此,选项A正确。
在K与M相接时,A是负极,发生还原反应,因此选项B错误。
锂离子电池归纳总结与典例解析
锂离子电池归纳总结与典例解析作者:尉言勋徐楠来源:《广东教育·高中》2019年第12期电化学内容是高考的热点,新课标卷每年均会考查,题型以选择题为主,有时在原理科综合选择题或工艺流程题中以一小问的形式呈现。
高考中的新型化学电源,一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量高(单位质量释放的能量)等特点,因此,锂离子电池成了高考的高频考点。
锂离子电池是一种理想的小型绿色电源,在生活中应用广泛,比如大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等。
虽然题目情景较新,但落脚点往往还是离子的移动方向,电极方程式的书写判断等基础知识。
解题原理仍然还是原电池的基本理论,只要细心分析,实际上得分相对比较容易。
本文对锂电池及锂离子电池的考查进行归纳总结,希望对2020届的复习备考有所启发。
一、简介及电池组成锂电池的负极材料是金属锂,正极材料是碳材、二氧化锰或亚硫酰氯等。
比如:以前照相机里用的扣式电池。
这种电池循环性能不好,在充放电循环过程中,容易形成锂结晶,造成电池内部短路,所以一般情况下是禁止充电的。
锂离子电池是由锂电池发展而来,以炭材料为负极、含锂化合物作正极,负极和正极材料均采用锂离子嵌入/脱嵌材料。
在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子。
当对电池进行充电时,正极的含锂化合物有锂离子脱出,锂离子经过电解液运动到负极。
到达负极的锂离子嵌入到碳层的微孔中(负极的炭材料呈层状结构,有很多微孔),嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。
回正极的锂离子越多,放电容量越高。
我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
二、锂离子电池比较三、典型锂电池及锂离子电池1. LiFePO4电池(正极-LiFePO4,负极-Li,含Li+导电固体为电解质)。
负极:Li-e-=Li+正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4总反应:FePO4+Li■LiFePO42. 锂硫电池(负极-Li,正极-S)。
锂离子电池电位计算和解释练习题熟悉锂离子电池中的电位计算和解释方法的应用
锂离子电池电位计算和解释练习题熟悉锂离子电池中的电位计算和解释方法的应用锂离子电池是一种常见且广泛应用于现代电子设备中的电池类型。
为了更好地理解和掌握锂离子电池的工作原理,我们需要学习和熟悉电位计算和解释方法的应用。
在本文中,我们将介绍一些与锂离子电池电位计算和解释相关的练习题,并详细解答每个问题,以加深我们对锂离子电池的理解。
1. 问题一:计算电池的标准电势假设我们有一个由锂阳离子和定电极组成的锂离子电池。
根据标准电极电势表,Li+ / Li 的标准电势为-3.04V,定电极的标准电势为+2.71V。
请计算该电池的标准电势。
解答一:根据电池的标准电势计算公式,电池的标准电势Ecell等于阳极的标准电势减去阴极的标准电势。
因此,该锂离子电池的标准电势=+2.71V - (-3.04V) = +5.75V。
2. 问题二:计算电池的电势差假设我们有一个锂离子电池,其中阳极的标准电势为-0.55V,阴极的标准电势为+2.10V。
请计算该电池在正常工作状态下的电势差。
解答二:在正常工作状态下,电池的电势差等于阳极的电势减去阴极的电势。
因此,该锂离子电池的电势差=+2.10V - (-0.55V) = +2.65V。
3. 问题三:解释电池的电位变化根据锂离子电池的工作原理,当锂离子从阴极向阳极移动时,电池的电位会发生变化。
请解释电池电位变化的原因。
解答三:电池电位的变化是由于阳极和阴极之间电化学反应引起的。
在锂离子电池中,当锂离子从阴极材料中脱嵌并在电解质溶液中迁移至阳极材料时,阴极材料中会形成空位,并释放出电子,形成电荷变化。
这种电位变化产生的电势差是锂离子电池工作的基础。
4. 问题四:计算电池的自发电势假设有一个锂离子电池,其中阴极的标准电势为+2.50V,阳极的标准电势为-1.20V,而在实际使用中,电池的电势差为+3.50V。
请计算该锂离子电池的自发电势。
解答四:由于电池的电势差大于标准电势差,说明电池的自发电势为正。
高三化学锂离子电池知识点
高三化学锂离子电池知识点介绍锂离子电池原理及应用锂离子电池作为一种重要的储能设备,广泛应用于手机、电动车和电子设备等领域。
在高三化学学习中,了解锂离子电池的原理和应用显得尤为重要。
本文将对锂离子电池的基本知识进行全面介绍。
一、锂离子电池的构成锂离子电池由多个重要组件构成,包括正极、负极、电解质和隔膜等。
其中,正极主要由锂化合物、导电剂和粘合剂组成,负极由碳材料构成,电解质则通常采用有机溶液或聚合物凝胶。
隔膜则起到隔离正负极、防止短路的作用。
二、锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理基于离子在电解质中的迁移现象。
在充电过程中,锂离子从正极向负极迁移,电子则由负极经过外部电路流向正极,完成充电过程。
而在放电的过程中,则是锂离子从负极向正极迁移,同时释放电子,达到释放能量的目的。
三、锂离子电池的优点和缺点1. 优点锂离子电池具有能量密度高、自放电率低、无记忆效应、寿命长、体积小等优点。
由于这些特点,使得锂离子电池成为了目前最为流行的储能设备之一。
2. 缺点锂离子电池的缺点主要体现在制造成本高、安全性问题、容量衰减快等方面。
目前,科学家正致力于解决这些问题,以进一步提高锂离子电池的性能。
四、锂离子电池的应用锂离子电池广泛应用于各个领域,如手机、电动汽车和便携式电子设备。
随着科技的进步,锂离子电池的应用领域还会继续扩大,未来可能在能源存储和航空航天等领域发挥更大的作用。
结语通过本文的介绍,相信读者对高三化学中的锂离子电池知识点有了更全面的了解。
锂离子电池作为一项重要的科技成果,正逐渐改变着人们的生活。
我们应当加强学习和探索,为锂离子电池的发展贡献自己的力量。
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:Li②锂以原子形式镶嵌其中:LiAl 、LiMnO 2 、LiC 6、LiCoO 2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(LiMn 2O 4、Li 0.35NiO 2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 ++AlLiMnO 2-e -= Li ++MnO 2LiC 6-e -=Li ++C 6LiCoO 2-e -=Li ++CoO 2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 +=Li 2SFeS+2e -+2Li +=Li 2S+Fe当正极为含有锂的物质时(LiMn 2O 4、Li 0.35NiO 2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+x Mn2O42Li0.35NiO2+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+x Mn2O42Li0.35NiO2+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 放电充电Li2S n,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-=S n2-D.用铅续电池给电池充电时,毎消耗1mol Pb,理论上能生成14g Li2.2013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。
挖掘反应原理,提升解题技巧——以锂电池、燃料电池复习为例
挖掘反应原理,提升解题技巧——以锂电池、燃料电池复习为例苟坤德【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】3页(P60-62)【作者】苟坤德【作者单位】四川省华蓥中学【正文语种】中文高三一轮复习中,在复习相关化学知识的同时,同学们还需要深入思考化学反应原理的实质,总结出相关规律和解题技巧,以达到高效复习的目的.1 锂电池锂离子电池是由锂电池发展而来的.以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池.锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯,负极是锂,电池组装完成后即有电压,不需充电.这种电池也可以充电,但循环性能不好,在充放电循环过程中,容易形成锂结晶,造成电池内部短路,所以一般情况下这种电池是禁止充电的.后来,有的公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物为正极的锂离子电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池.当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极.而作为负极的碳呈层状结构,有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高.同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极,回到正极的锂离子越多,放电容量越高.目前所说的锂离子电池为锂二次电池.在近年的高考命题中,国家考试中心和很多自主命题的省份都选择了以新能源“锂离子电池”为载体进行命题.有关锂电池的考点,传统的解法是: ①标出化合价的升降.②判断电子的得失.③确定出氧化、还原反应.④标出正负极.⑤写出方程式.这种传统的解法,对于简单的锂电池(如2Li+S=Li2S)能够快速地解决,但像下面这样的锂电池采用传统的做法就很难在短时间内准确地分析清楚.那么如何快速准确地解决锂电池的相关考题,就需要深刻理解锂电池原理,总结出快速解题的技巧.1) 利用“正正负负”“负变阴、正变阳”判断、正负极和阴、阳极;利用“正增负减,阴升阳衰”判断电极质量变化;利用“失锂(Li+)氧化得锂(Li+)还”判断反应的类型.“正正负负”是指在原电池工作时,溶液中带正电荷的阳离子移向正极,带负电的阴离子移向负极.锂电池中,传导的阳离子都是Li+,因此,锂电池正负极的判断关键是看Li+的移动方向: Li+从负极移向正极.“负变阴、正变阳”是指原电池在充放电过程中,负极和阴极相互转化,正极和阳极相互转化.因此,锂电池阴阳极判断的关键是看负极和正极的产物是什么,负极产物为阴极,正极产物为阳极.“正增负减,阴升阳衰”是指锂电池工作时,正极质量增加,负极质量减少,充电时阴极质量增加,阳极质量减少.因此判断电极质量的变化只需要找准正负极、阴阳极.“失锂(Li+)氧化得锂(Li+)还”是指电极失去锂离子(Li+)发生氧化反应,得到锂离子(Li+)发生还原反应.总之,在判断锂离子电池基本概念时,最重要的就是要盯准放电时Li+的移动方向.例1 已知判断该电池的正负极和阴阳极.分析该电池放电时, Li+从LiC6移向了CoO2,根据“正正负负”可知, LiC6为负极,CoO2为正极.根据“负变阴、正变阳”可知,负极LiC6反应后的产物Li1-xC6是阴极,LixCoO2为阳极.总结提升:盯准放电方向(上述反应从左至右为放电方向),利用口诀“正正负负”“负变阴、正变阳”就能快速准确判断.变式已知判断该电池的正负极和阴阳极.答案正极:FePO4;负极:Li7Ti5O12;阴极:Li4Ti5O12;阳极:LiFePO4.2) 在判断电极的基础上,4步快速写出电极方程式.例如:已知写出该电池放电时正极方程式.第1步:找出反应物:CoO2.第2步:空2格写等号,找出生成物:CoO2____、____=LixCoO2.第3步:补齐Li+: CoO2+xLi+____=LixCoO2.第4步:根据电荷守恒,补齐电子:CoO2+xLi++xe-=LixCoO2.若要求写出充电时的阴极反应,仍然是4步.第1步:找出反应物:Li1-xC6(利用负变阴).第2步:空2格写等号,找出生成物:Li1-xC6____、____=LiC6.第3步:补齐Li+: Li1-xC6+xLi+____=LiC6.第4步:根据电荷守恒,补齐电子:Li1-xC6+xLi++xe-=LiC6.通过观察上述电极反应,还可以归纳出:物质得失电子数目等于物质得失锂离子数目.例2 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6 (x<1),下列关于该电池说法不正确的是( ).A 放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移;B 放电时,负极反应为LixC6-xe-=xLi++C6;C 充电时,若转移1 mol 电子,石墨C6电极将增加7x g;D 充电时,阳极电极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+根据“正正负负”可知选项A正确;根据上述电极反应书写方法可知选项B、D正确;根据“物质得失电子数目等于物质得失锂离子数目”可知选项C应为7 g.答案C.例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.放电时电池反应为LiC+LiMn2O4=Li2Mn2O4+C.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Li2Mn2O4+e-=Li++LiMn2O4分析根据“失锂(Li+)氧化得锂(Li+)还”可知,放电时LiMn2O4应发生还原反应,选项D应该失电子;根据上述电极反应书写方法可知选项B正确;而选项C中 LiMn2O4是充电时的生成物.答案B.例4 某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等.已知充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6.充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式________.分析充电过程中的负极其实就是阴极,所以LixC6为负极,又因为放电时Li+会向正极移动,所以正极反应物含锂量应比生成物低,所以Li1-xCoO2为正极反应物,LiCoO2为生成物.答案Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C.总结提升:书写电极反应,关键是找准电极,用Li+和电子配平电荷,尽量避免总反应相减的烦琐过程.变式钠电池由于有快速充电的特性,受到科研工作者的重视,某钠离子钛基电池的电解质为含钠离子的高聚物,其电池反应为下列说法正确的是( ).A 放电时正极为NaxCn;B 放电时Na+向负极移动;C 充电时的阳极反应NaxCn-xe-=nC+xNa+;D 放电时正极质量增加答案 D.总结提升:上述钠电池与锂电池原理完全相同,利用放电时Na+向正极移动,不难判断出NaxCn为负极,质量减少,NaTi2(PO4)3为正极,质量增加.2 燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料(作负极)和氧化剂(作正极)的化学能直接转化为电能的化学电池.由于其能量转换率高,排放的废弃物少,被人们誉为“绿色”发电站.在高考中也占有重要地位.燃料电池的难点主要有:1)如何快速判断燃料失电子数目.2)书写电极方程式.在书写电极反应方程式特别是负极方程式时,其传统的做法是:先写出总反应,再写出正极反应式,最后配平电子后再用减法,得出负极反应式.这样的做法,过程非常烦琐.笔者通过对燃料电池原理的深入思考和多年教学经验的积累,总结出了快速高效解决燃料电池相关考点的方法和技巧.1) 利用口诀“碳四氢一氧减二”,迅速判断负极失去电子数目.燃料电池的燃料以有机物居多,其燃烧后的产物通常为CO2和H2O(酸性介质)或和H2O(碱性介质).但无论上述哪种情况,产物中C、H、O的化合价均为+4、+1、-2,如果把原有机物CxHyOz中所有元素都看成0价,可知整个反应中失去的电子数为4x+y-2z,即“碳四氢一氧减二”.2) 3步快速书写负极方程式.例如写CH3OH—O2燃料电池分别在酸性、碱性、熔融氧化物和熔融碳酸盐作介质时的负极反应.第1步:根据上述方法,写出燃料失电子数目:CH3OH-6e-.第2步:根据介质写出产物,配平使电荷守恒.酸性介质:生成CO2, 用H+配电荷.CH3OH-6e-=6H++CO2.碱性介质:生成用OH-配电荷.熔融氧化物介质: 生成CO2, 用O2-配电荷.CH3OH-6e-+3O2-=CO2.熔融碳酸盐介质: 生成CO2, 用配电荷.第3步:用“查氧补水”,配平方程式.酸性介质:CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2.碱性介质:熔融氧化物介质:CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O.熔融碳酸盐介质:3) 3步快速书写正极方程式.例如写出CH4—O2燃料电池分别在酸性、碱性、熔融氧化物和熔融碳酸盐作介质的正极反应.第1步:写出O2得电子数目:O2+4e-.第2步:根据介质配平使电荷守恒.酸性介质:用H+配电荷.O2+4e-+4H+.碱性介质:用OH-配电荷.O2+4e-=4OH-.熔融氧化物介质: 用O2-配电荷.O2+4e-=2O2-.熔融碳酸盐介质:用配电荷.第3步:用“查氧补水”,配平方程式.酸性介质: O2+4e-+4H+=2H2O.碱性介质: O2+4e-+2H2O=4OH-.熔融氧化物介质: O2+4e-=2O2-.熔融碳酸盐介质:(注:上述熔融氧化物介质和熔融碳酸盐介质,由于是非水体系,应该用“查氧补氧”或“查氧补二氧化碳”的方法,而不是“查氧补水”).例5 试写出C4H10在碱性和酸性环境中的负极反应式________.分析利用口诀“碳四氢一氧减二”,C4H10会失去26e-,再分别用OH-和H+配平使电荷守恒,最后用“查氧补水”配平方程式即可.答案碱性环境:酸性环境:C4H10-26e-+8H2O=26H++4CO2.例6 氨气是一种重要化工原料,氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成氨气—氧气原电池,则通入氨气的一极为________,在碱性条件下的负极反应式为________.分析用“碳四氢一氧减二”判断失电子数目,必须是有机物完全氧化,即碳元素要变为+4价.若是有机物部分氧化的燃料电池,如下面的变式1,我们可以用有机物反应中的“加氧去氢”的方法迅速判断其失去的电子为4e-.若燃料中含有氮元素,如上述例6,因为氮的化合物燃烧一般都是生成最稳定的氮气,同理可以把燃料中所有元素看成零价,则氮元素对电子转移没有影响,所以可以概括为“碳四氢一氧减二,氮变氮气不计算”.故上述反应中氨气应失去3e-,电极方程式仍然通过看介质,配离子和电荷守恒,最后用查氧补水的方法快速准确书写.答案负极; 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.变式1 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪是将乙醇氧化为乙酸,其负极反应为____.答案C2H5OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH.变式2 试写出CH3NH2—O2—KOH燃料电池的负极反应式________.答案2CH3NH2-18e-+22OH-=理科学习少不了思考,同学们只有在深入思考化学反应原理的基础上,才能把握化学反应原理的实质,总结出规律和解题技巧,复习才能达到事半功倍的效果.。
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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。