锂离子电池习题汇总

高考必考题锂离子电池习题汇总

材料:锂离子电池实际上是一种锂离子浓差二次电池（充电电池），正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态,正极处于贫锂态；放电时则相反,Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态

在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。因此，从充放电反应的可逆性看，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。目前，用作锂离子电池的正极材料是过渡金属和锰的离子嵌入化合物，负极材料是锂离子嵌入碳化合物，常用的碳材料有石油焦和石墨等。国内外已商品化的锂电池正极是LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O2，负极是层状石墨

锂离子电池：锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品1、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

2、（2014天津6）已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li(1-x)CoO2=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

3、天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钻（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为，下列说法正确的是（）A．充电时，电池的负极反应为LiC6-e-Li+C6

B．放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-LiCoO2

C．羧酸、醇等含活泼氢气的有机物可用作锂离子电池的电解质

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

4、（双选）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。锂离子电池放电时的电极反应式为

负极反应：C6Li-xe-==C6Li1-x+xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)

正极反应：Li1-x MO2+xLi++xe-==LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)

下列有关说法正确的是（）

A．锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li1-x==MO2LiMO2+C6Li1-x

B．电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1 mol电子，金属锂所消耗的质量最小

C．锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动

D．锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x+xLi++xe-=C6Li

5、某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li l－x CoO2+Li x C6=6C+LiCoO2，

其电池如图所示。下列说法不正确的是（）

A．放电时，Li x C6发生氧化反应

B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动

C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连

D．放电时，电池的正极反应为Li l－x CoO2+xLi＋+ xe－=LiCoO2

6、锂离子电池因其工作电压高（3.6V）、无污染等优点倍受市场青睐。

最常见的一种锂离子电池工作原理是：C6＋LiCoO2 Li1—x CoO2+Li x C6下列有关这种锂离子电池的说法错误的是

A．电池内部运载电荷的是Li+ B．负极材料是填充了金属锂的石墨（Li x C6）C．锂离子电池电解质溶液是Li+盐的水溶液

D．放电时的正极反应为Li1—x CoO2 + x Li+ + xe— = LiCoO2

7、（2014全国新课标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-x Mn2O4+xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中的Li+从b向a迁移

8、（双选）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池

反应为：FePO4＋Li LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）

A．可加入硫酸以提高电解质的导电性

B．放电时电池内部Li+向负极移动

C．充电过程中，电池正极材料的质量减少

D．放电时电池正极反应为：FePO4＋Li+＋e-==LiFePO4

9、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 有关该电池的下列叙述中正确的是（）

A．该电池的电池反应式为：2Li+FeS═Li2S+Fe

B．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

C．负极的电极反应式为：Al-3e-═Al3+

D．Li-Al/FeS电池是一种一次性电池

10、研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源．该电池以金属锂和钢

板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（）

A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH-向正极移动D．总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑

11、新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：

方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH3-COO)2Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。

方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子移动的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）

的结构简式如下：

请回答下列问题

（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是