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微专题03 锂离子电池——知识技能型
苏教化学选择性必修 1
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1.锂离子电池的优点
质量小、体积小、储存和输出能量大等,是多种便携式电子设备和交通工具的常用电池。
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2.常见锂离子电池的材料组成
负极材料 正极材料 电解质溶液
嵌锂石墨(LixCy) 钴酸锂(LiCoO2) 六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯无水溶液
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3.常见锂离子电池工作原理
结构原理图
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放电 负极反应:LixCy-xe-===xLi++yC Li+由石墨中脱嵌移向正极,嵌入LiCoO2晶体中
正极反应:Li(1-x)CoO2+xe-+xLi+===LiCoO2
总反应:LixCy+Li(1-x)CoO2
===LiCoO2+yC
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[典例] 我国科研人员研制出一种LiN2可充电电池,该电池中锂箔作负极,多孔碳布作正极,玻璃纤维作隔板,其电池结构如图所示,电池总反应为6Li+N2===2Li3N。下列说法错误的是( )
A.该电池属于二次电池
B.放电时正极反应式为
6Li++N2+6e-===2Li3N
C.正、负极室均可用锂盐水
溶液作电解质溶液
D.该电池的放电过程是一种固氮过程
C
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[解析] 该电池为可充电电池,属于二次电池,故A正确;放电时,N2得到电子,Li+参与反应,电极反应式为6Li++N2+6e-===2Li3N,属于固氮过程,故B、D正确;Li作负极,能与水发生反应,则负极室不可用锂盐水溶液作电解质溶液,故C错误。
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[方法技巧] 加减法书写复杂电极反应式
某锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质,书写其电极反应式。
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下列说法错误的是( )
A.复合电极为正极
B.负极的电极反应式为Li-e-===Li+
C.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.与低温下的反应比较,该电池转移等量的电子所需氧气更少,具有更高的能量密度
答案:C
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2.锂(Li)空气电池的工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.金属锂作负极,发生氧化反应
B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动
C.正极的电极反应式:O2+4e-===2O2-
D.电池总反应:4Li+O2+2H2O===4LiOH
C
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解析:锂(Li)空气电池中,锂为负极,发生氧化反应,A项正确;负极的电极反应式为Li-e-===Li+,生成的Li+向正极移动,B项正确;通入空气的一极为正极,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,C项错误;由正、负极的电极反应可得电池总反应:4Li+O2+2H2O===4LiOH,D项正确。
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