走進鋰離子電池

1、“走進”鋰離子電池 杜來意【考綱要求】了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。了解常見化學電源的種類及工作原理?！緦W習目標】1.知識與技能理解原電池的工作原理；掌握鋰電池和鋰離子電池的工作原理及使用的優(yōu)缺點。2.過程與方法對比學習鋰電池和鋰離子電池，加深對原電池原理的理解；考查電池性能參數(shù)，培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。3.情感態(tài)度與價值觀 通過鋰離子電池的回收利用，滲透綠色化學理念。【學習過程】一、鋰電池和鋰離子電池失之毫厘，謬以千里練習1（2014年海南卷·16）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質(zhì)liclo4溶于

2、混合有機溶劑中，li+通過電解質(zhì)遷移入mno2晶格中，生成limno2。回答下列問題：（1）外電路的電流方向是由_極流向_極。（填字母）（2）電池正極反應式為_。（3）是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？_（填“是”或“否”），原因是_。思考與交流：歸納鋰電池的優(yōu)點？（回歸教材：必修二p57）練習2（2016年四川卷·16）某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應為：li1-xcoo2+lixc6=licoo2+ c6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是（ ） a.放電時，li+在電解質(zhì)中由負極向正極遷移 b.放電時，負極的電極反應式為lixc6 - x

3、e- = xli+ + c6 c.充電時，若轉(zhuǎn)移1mol e-，石墨（c6）電極將增重7x g d.充電時，陽極的電極反應式為licoo2 -xe- = li1-xcoo2 + xli+思考與交流：充電電池與一次電池相比有何優(yōu)點？（回歸教材：必修二p43）二、有關(guān)電池參數(shù)的考查學科融合，突出能力練習3（2014年天津卷·6）已知：鋰離子電池的總反應為lixcli1xcoo2clicoo2鋰硫電池的總反應為：2lisli2s。有關(guān)上述兩種電池說法正確的是（ ） a鋰離子電池放電時，li+向負極遷移 b鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應 c理論上兩種電池的比能量相同 d右圖表示用鋰離子電

4、池給鋰硫電池充電練習4.（2013年新課標乙卷·28（5）二甲醚（ch3och3）直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池（）。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為 ，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生 個電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20 v，能量密度 （列式計算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，）。三、鋰離子電池的回收利用綠色化學，持續(xù)發(fā)展練習5.（2013年新課標乙卷·27節(jié)選）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為?，F(xiàn)

5、欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。（5）充放電過程中，發(fā)生與之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應方程式 。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 。【課后習題】1.某可充電的鋰離子電池以limn2o4為正極，嵌入鋰的碳材料為負極，含li+導電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應為：li+limn2o4li2mn2o4。下列說法正確的是（ ） a放電時，limn2o4發(fā)生氧化反應 b放電時，正極反應為：li+limn2o4+e-li2mn2o4 c充電時，limn2o4發(fā)生氧化反應 d充電時，陽極反應為：li+e-=li2.鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化

6、的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應式為負極反應：c6lixec6li1xxli+（c6li表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料）正極反應：li1xmo2xli+x elimo2（limo2表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關(guān)說法正確的是（ ） a鋰離子電池充電時電池反應為c6lili1xmo2limo2c6li1x b電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小 c鋰離子電池放電時電池內(nèi)部li+向負極移動 d鋰離子電池充電時陰極反應為c6li1xxli+x ec6li3.天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的

7、二氧化鈷（licoo2），充電時，licoo2中的li被氧化，li+遷移并以原子形式嵌入電池負極材料碳（c6）中，以lic6表示。電池反應為：充電放電licoo2+ c6 coo2 +lic6 下列說法正確的是 a充電時，電池的負極反應為lic6eli+ + c6b放電時，電池的正極反應為coo2 + li+ + elicoo2c羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)d鋰離子電池的比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）低4.lifepo4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為：放電充電fepo4+li lifepo4，電池的正極材料是lifepo4，負極材料是石

8、墨，含li+導電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)lifepo4電池說法正確的是（ ） a可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性 b放電時電池內(nèi)部li+向負極移動 c充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少 d放電時電池正極反應為：fepo4+li+e-=lifepo45.市場上經(jīng)常見到的標記為liion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為：放電充電li2li0.35nio2 2li0.85nio2。下列說法不正確的是 a放電時，負極的電極反應式：lie = li b充電時，li0.85nio2既發(fā)生氧化反應

9、又發(fā)生還原反應 c該電池不能用水溶液作為電解質(zhì) d放電過程中l(wèi)i向負極移動6研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以lioh為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是（ ） a水既是氧化劑又是溶劑 b放電時正極上有氫氣生成 c放電時oh向正極移動 d總反應為：2li2h2o=2liohh27.2013年3月我國科學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.a為電池的正極 b.電池充電反應為limn2o4 li1-xmn2o4+xli c.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化 d.放電時，溶液中l(wèi)i+從b向a遷移8.feso4在一定條件下可制得fes2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4li+ fes2= fe +2li2s，正極反應式是 。9.li-socl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是liaicl4socl2。電池的總反應可表示為：4li+2socl2 = 4licl +s +so2。請回答下列問