锂离子电池 习题汇总
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2006-2019年高考化学锂(离子)电池试题汇编1.(2018全国卷Ⅲ,11)一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x (x =0或1)。
下列说法正确的是A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+(1-0.5x )O 2【答案】D【解析】由题意知,放电时负极反应为Li -e -===Li +,正极反应为(2-x )O 2+4Li ++4e -===2Li 2O 2-x (x =0或1),电池总反应为1-x 2O 2+2Li===Li 2O 2-x 。
该电池放电时,金属锂为负极,多孔碳材料为正极,A 项错误;该电池放电时,外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极,B 项错误;该电池放电时,电解质溶液中的Li+向多孔碳材料区迁移,充电时电解质溶液中的Li +向锂材料区迁移,C 项错误;充电时电池总反应为Li 2O 2-x ===2Li +(1-x 2)O 2,D 项正确。
2.(2018浙江卷,17)锂(Li)—空气电池的工作原理如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:O 2+4e —==2O 2—D.电池总反应:4Li+O 2+2H 2O==4LiOH【答案】C【解析】金属锂失电子作负极,发生氧化反应,A 正确;在原电池内电路中,阳离子向正极运动,B 正确。
正极浸在电解质水溶液中,故正极反应为:O 2+4e —+2H 2O=4OH —C 错误;电池总反应4Li+O 2+2H 2O=4LiOH ,D 正确。
3.(2017全国III.11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的S 8材料,电池反应为16Li +x S 8===8Li 2S x (2≤x ≤8)。
(2016四川.9)5.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。
放电时电池的总反应为:Li1-x CoO2+Li x C6=LiCoO2+ C6(x<1)。
下列关于该电池的说法不正确的是A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移B.放电时,负极的电极反应式为Li x C6-xe-= xLi++ C6C.充电时,若转移1mole-,石墨C6电极将增重7xgD.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-x CoO2+Li+【答案】C考点:原电池和电解池的工作原理(2017全国III.11.6分)11.全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+x S8=8Li2S x(2≤x≤8)。
下列说法错误的是A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多【参考答案】A【参考解析】A.原电池工作时,Li+向正极移动,则a为正极,正极上发生还原反应,电极反应为xS8+2e-+2Li+=Li2S8,故A错误;B.原电池工作时,转移0.02mol电子时,氧化Li的物质的量为0.02mol,质量为0.14g,故B正确;C.石墨能导电,利用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,故C正确;D.电池充电时间越长,转移电子数越多,生成的Li越多,则生成Li2S2的量越多,故D正确;答案为A。
(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。
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。
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-=Li2、(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。
锂离子电池基础知识培训考核测试题部门:姓名:工号:得分:一、选择题(5*10)1.磷酸铁锂电池的主要优点不包括以下()A.长循环寿命;B.高容量密度;C.高安全性能;D.高温性能优异2.以下锂离子电池哪一项不属于按正极体系分类的类别()A.锰酸锂电池;B.钴酸锂电池;C.钛酸锂电池;D磷酸铁锂电池3.以下哪一项不是软包锂离子电池的组成部分()A.钢壳;B.铝塑膜;C.隔膜;D.正负极极耳4.除了溶剂以外,油系正极和水系正极的主要物料区别在于()A.主粉;B.导电剂;C.粘结剂;D.基材5.正极的集流体(基材)一般采用()A.铜箔;B.铝箔;C.钢带;D.镍箔6.铝塑膜结构组成中金属AL层的作用是()A.粘合;B.热熔复合;C.拉伸变形,隔绝空气;D.耐磨7.下列哪种性能可以表征电池的使用次数()A.容量;B.电压;C.内阻;D.循环寿命8.以下哪些是锂离子电池相对于镍氢和铅酸电池的优势(多选)()A.高能量密度;B.高电压平台;C.有记忆效应;D.长循环寿命9.水分含量超标可能对电池的影响后果包括(多选)()A.低容;B.高内阻;C.循环变差;D.电池鼓胀10.以下哪些因素可能会成为电芯水分含量超标的原因(多选)()A.空气中的水分;B.人体出汗、呼吸产生的水分;C.雨天,衣服淋湿之后,没有完全干燥就进入车间;D.洗手后,手没有烘干就进入车间二、简单题1. 请简要概述粉尘对电池性能的影响,来源以及常见的控制措施。
(20)2. 请简要概述关于软包电池外观不良的分类,影响,成因及控制措施。
(20)3.结合自身工作内容,简要谈谈此次培训对你今后工作开展的启示。
(可以是合理化建议)(10)4. 谈谈你对此次培训的建议,你本人希望培训什么内容,以什么形式开展。
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-=Li2、(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+C6B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e-LiCoO2C.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-xB.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-=C6Li5、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-=LiCoO26、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— = LiCoO27、(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+xLiC.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-==LiFePO49、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+FeB.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__________________________________________________________(2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有_______、_______、______(填化学式)生成(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为____________________(4)写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式:_____________________(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为______________________12、(2014海南卷16)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。
该电池反应原理如图所示,其中电解质LiCIO 4。
溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
回答下列问题:(1)外电路的电流方向是由_____极流向_____极。
(填字母)(2)电池正极反应式为________________________________(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?____(填“是”或“否”),原因是____________(4)MnO2可与KOH和KClO3,在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为____________________________________________K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为________13、(2013年课标卷Ⅰ)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
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。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-= Li x C6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为_______(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_________________________________- (3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_____________________________________________________;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是______________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_______________________。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-x CoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式___________。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是________________。
在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有_____________(填化学式)。
14、废旧锂离子电池的正极材料(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可用于回收钴、锂,工艺流程如下:(1)在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中发生反应的化学方程式为__________________________________,还原产物是_______________(2)在上述除杂过程中,通入空气的作用是_______________________________废渣的主要成分是__________________________________________________(3)“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为_________________________________(4)除了废渣可以回收利用外,本工艺还可回收的副产品是______________________ 15、Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。
电池工作时,电子流向_______(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是_______________。