鋰離子電池解題技巧

鋰離子電極材料的新型解讀及電極方程式的書寫鋰離子電池作為新型化學(xué)電源由于其比能量高、便攜儲存一直是世界各國電池企業(yè)研究的熱點(diǎn)，也一直是近幾年高考關(guān)于二次電池考察的重點(diǎn)。由于其電池體系多樣（題干背景多有介紹），題目有一定難度，如何判斷電極材料特征及書寫電極反應(yīng)方程式一直困擾著廣大高中生們。現(xiàn)就鋰離子電池的電極材料及方程式的書寫方法予以總結(jié)：電極材料的判斷：負(fù)極：①鋰以單質(zhì)形式：Li②鋰以原子形式鑲嵌其中：LiAl、LiMnO2、LiC6、LiCoO2等正極：①為其他不含Li的材料：S、FeS等②為含有鋰的物質(zhì)時（LiMn2O4、Li0.35NiO2等），此時正極的鋰我們有兩種分析方法，一是把正極的Li也看做是鑲嵌于物質(zhì)中，Li還是單質(zhì)；二是把它看成是以+1價的形式形成化合物。電極方程式的書寫：負(fù)極：鋰離子電池負(fù)極均為鋰單質(zhì)的放電Li-e-=Li+xLi-xe-=xLi+LiAl-e-=Li++AlLiMnO2-e-=Li++MnO2LiC6-e-=Li++C6LiCoO2-e-=Li++CoO2正極：當(dāng)正極為其他不含Li的材料（S、FeS等）時，一般為這些物質(zhì)得電子，然后和負(fù)極產(chǎn)生的Li+結(jié)合生成新的物質(zhì)：S+2e-+2Li+=Li2SFeS+2e-+2Li+=Li2S+Fe當(dāng)正極為含有鋰的物質(zhì)時（LiMn2O4、Li0.35NiO2等）：第一種方法：把正極的Li也看做是鑲嵌于物質(zhì)中，Li還是單質(zhì)，此時負(fù)極產(chǎn)生的Li+在正極得到電子與正極材料結(jié)合生成新的Li的嵌合物：LiMn2O4+xLi++xe-=Li1+xMn2O42Li0.35NiO2+Li++e-=2Lio.85NiO2第二種方法：正極的Li看成是以+1價的形式形成化合物，此時正極材料的其他物質(zhì)得到電子化合價降低，與負(fù)極產(chǎn)生的Li結(jié)合生成新的化合物：LiMn2O4+xe-+xLi+=Lii+xMn2°42Li0.35NiO2+e-+Li+=2Li0.85NiO2例題：1.石墨烯鋰硫電池是一種高效低污染的新型二次電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示，電池反應(yīng)為2Li+nSfLi2Sn，有關(guān)該電池的說法正確的是（）%弟」 |W放電時，Li+向負(fù)極遷移充電時鋰電極接電源的正極該電池充電時，陽極的電極反應(yīng)為：nS+2e-=Sn2-用鉛續(xù)電池給電池充電時，每消耗imolPb，理論上能生成14gLi2.2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是（）a為電池的正極電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1Mn2O4+xLi2 4 1-x 2 4放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化放電時，溶液中Li+從b向a遷移3.某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負(fù)極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是（ ）放電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)放電時，正極反應(yīng)為：Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4充電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng)充電時，陽極反應(yīng)為：Li++e-=Li4.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe,有關(guān)該電池的下列說法中，正確的是（ ）Li-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為+1價該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS=Li2S+Fe負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2S+Fe-2e-=2Li++FeS5.（2009浙江卷）市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：Li+2Li%5NiO,才2L^sNiO下列說法不正確的是（ ）0.35 2充電0.85 2 ???放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e-=Li+充電時，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)放電過程中Li+向負(fù)極移動6.已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LiC+LLCoO^放^C+LiCoO；x1-x 2允電 2鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li+S弋丁Li2