锂离子电池及其它新型电池专题
锂离子电池基础知识培训讲解
1.7 磷酸铁锂电池性能简介
磷酸铁锂电池的特点
4 良好的贮存性能 锂离子电池的贮存性能可通过充电态自放电的大 小来衡量。通常，自放电的容量损失分为不可恢 复容量和可恢复容量。不可恢复容量表示活性物 质的损失，例如活性物质的分解。锂离子电池中， 自放电是正极、负极相互作用的结果，为了表现 正极活性物质的对自放电的影响，采用金属锂作 为负极研究磷酸铁锂的贮存性能。
1.7 磷酸铁锂电池性能简介
磷酸铁锂电池的特点
2 耐过充性能优良 在LiFePO4结构中存在许多可以容纳锂离
子的空位。这些空位为容纳更多的锂离子奠定了 基础，使得材料具有优良的过充性能。由于过充 电时电池表面的温度升高很快，因此高温下正极 材料稳定性的好坏决定了电池过充性能的优良与 否。图1为18650型LiFePO4电池3C充电1h，截 至电压12V，最高温度仅为80℃，不会发生起火 爆炸。
测是将FET的接通电阻当成感应电阻处理，监视其电压的状况，若比定的 电压(过电流检测电压)还高，则立即停止放电. 过电流检测必须设置延迟时 间。若没有延迟时间，当突然有电流流入时，会检测出过电电流，而使得 放电停止。因此，近来的保护IC都分为在短路时和突然有电流流入时的两 种不同状况的检测 。
当放电电流过大或短路情况发生时，保护IC将激活过(短路)电流保护，此时 过电流的检测是将功率MOSFET的Rds(on)当成感应阻抗用以监测其电压 的下降情形，如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电，计算公式为: V-=I×Rds(on)×2(V-为过电流检测电压，I 为放电电流)。假设V-=0.2V， Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为I=4A。
1.2方型锂离子电池的结构
1.3聚合物锂离子电池组成
引线 PCB（PCM）
li+_吸附能_锂离子电池_概述说明以及解释
li+ 吸附能锂离子电池概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代科技发展中，能源存储和供应是一个重要的问题。
锂离子电池作为一种高效、可靠且成熟的能量存储设备，在各个领域得到广泛应用。
然而，锂离子电池的性能存在一些限制，如循环寿命、容量保持率以及安全性等方面。
因此，提升锂离子电池的性能是当前研究的热点之一。
1.2 文章结构本文将从li+ 吸附能和锂离子电池的概述开始入手，进而解释li+ 吸附能对锂离子电池性能的影响，并最终得出结论。
1.3 目的本文旨在通过探讨li+ 吸附能与锂离子电池之间的关系，阐明其对锂离子电池性能的重要影响。
具体而言，我们将分析li+ 吸附能对提高能量储存效率、延长循环寿命以及增强安全性等方面所起到的作用。
我们希望通过这篇文章可以进一步促进人们对于锂离子电池改进和优化的认识，并为未来锂离子电池的研发提供一定的借鉴和参考。
2. li+ 吸附能：2.1 定义和原理：li+ 吸附能是指锂离子在电极材料表面的吸附能力。
在锂离子电池中，正极材料通常是由锂离子嵌入和脱出实现的，而负极材料则是通过吸附和释放锂离子来完成充放电过程。
因此，li+ 吸附能对于锂离子的储存和释放起着关键的作用。
2.2 影响因素：li+ 吸附能受到多种因素的影响。
首先是电极材料的选择，不同类型的材料具有不同的吸附特性。
其次是电解液中溶解的盐类浓度及组成，它们可以改变电极表面锂离子吸附能力。
此外，电解液中温度、压力以及界面结构等因素也会对li+ 吸附能产生影响。
2.3 应用领域：li+ 吸附能在众多领域中发挥重要作用。
其中最主要的应用之一就是在锂离子电池中。
锂离子电池作为一种高效、轻便的能量储存设备，在移动电子设备、电动汽车以及储能系统等领域有着广泛应用。
li+ 吸附能的大小直接影响着锂离子电池的性能和特性。
希望上述内容能对你的文章撰写提供帮助。
3. 锂离子电池概述：3.1 工作原理：锂离子电池是一种通过正负极材料中的锂离子在充放电过程中嵌入和脱嵌来实现能量转化的器件。
锂离子电池的现状及发展趋势
锂离子电池的现状与发展趋势新能源技术被公认为21 世纪的高新技术,电池行业作为新能源领域的重要组成部分，已成为全球经济发展的一个新热点。
目前锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用，无论是在电子通讯领域，还是在交通运输领域等，它都担当着极为重要的角色，有着广泛的应用前景。
锂离子电池是一种二次电池，是在锂电池的基础上发展起来的一种新型电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
自20世纪70年代以来，以金属锂为负极的各种高比能量锂原电池分别问世，并得以广泛应用。
锂离子电池工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小，是现代高性能电池的代表，是移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源，并有望成为未来电动汽车、无绳电动工具等的主要动力来源之一。
我国锂离子电池产业发展历史不长，但发展很快，2012年我国锂离子电池的总产量达41.8亿只。
在国际锂离子电池市场上，中国、日本和韩国形成了三足鼎立的态势，但总体而言，我国锂离子电池产业在技术先进程度和市场竞争力方面和日本、韩国还有较大差距。
我国锂离子电池产业的技术发展是从模仿国外成熟技术开始的，在此过程中，工艺创新是我国锂离子电池产业早期发展的主要成绩，最近几年，随着技术创新投入不断加大，我国锂离子电池产业在技术创新方面发展很快，并形成了基本的产业核心竞争力，在某些领域积累了一定的技术优势。
锂离子电池材料的研究现状及发展趋势锂离子电池的主要构造有正极、负极、能传导锂离子的电解质以及把正负极隔开的隔离膜。
锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电介质材料的结构与性能，尤其是电极材料的选择和质量直接决定着锂离子电池的特性和价格。
目前锂离子电池正极材料的研究主要集中于钴酸锂、镍酸锂等，同时，一些新型正极材料（如Li-Mn-O系材料、导电高聚物）的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新的活力，寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子二次电池正极材料新体系是该领域的重要研究内容。
锂离子电池新型负极材料的研究
锂离子电池新型负极材料的研究本文着重介绍了锂离子电池负极材料金属基（Sn基材料、Si基材料）、钛酸锂、碳材料（碳纳米管、石墨烯等）的性能、优缺点及改进方法，并对这些负极材料的应用作了进一步展望。
锂离子电池因具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、自放电小及环境友好等显著优点，已被广泛用于3C电子产品(Computer，ConsumerElectronic和Communication)、储能设备、电动汽车及船用领域。
锂离子电池的能量密度（170Wh/kg），约为传统铅酸蓄电池的3～4倍，使其在动力电源领域具有较强的吸引力。
而负极材料的能量密度是影响锂离子电池能量密度的主要因素之一，可见负极材料在锂离子电池化学体系中起着至关重要的作用，其中研究较为广泛的锂离子电池负极材料为金属基（Sn基材料、Si基材料）、钛酸锂、碳材料（碳纳米管、石墨烯等）等负极材料。
金属基材料1.1锡基材料目前锡基负极材料主要有锡氧化物和锡合金等。
1.1.1锡氧化物SnO2因具有较高的理论比容量（781mAh/g）而备受关注，然而，其在应用过程中也存在一些问题：首次不可逆容量大、嵌锂时会存在较大的体积效应（体积膨胀250%～300%）、循环过程中容易团聚等。
研究表明，通过制备复合材料，可以有效抑制SnO2颗粒的团聚，同时还能缓解嵌锂时的体积效应，提高SnO2的电化学稳定性。
Zhou等通过化学沉积和高温烧结法制备SnO2/石墨复合材料，其在100mA/g的电流密度下，比容量可达450mAh/g以上，在2400mA/g电流密度下，可逆比容量超过230mAh/g，实验表明，石墨作为载体，不仅能将SnO2颗粒分散得更均匀，而且能有效抑制颗粒团聚，提高材料的循环稳定性。
1.1.2锡合金SnCoC是Sn合金负极材料中商业化较成功的一类材料，其将Sn、Co、C三种元素在原子水平上均匀混合，并非晶化处理而得，该材料能有效抑制充放电过程中电极材料的体积变化，提高循环寿命。
锂离子电池的发展趋势及其挑战
锂离子电池的发展趋势及其挑战随着信息技术和智能设备的快速发展，锂离子电池取得了广泛的应用，成为了移动电子设备、电动汽车以及能源储存系统的首选。
作为新能源技术的代表之一，锂离子电池的发展趋势备受关注。
同时，锂离子电池也遭遇着一些挑战，需要寻找更好的解决方案。
本文将从锂离子电池的发展趋势以及挑战两个方面进行探讨。
一、锂离子电池的发展趋势1. 高能量密度高能量密度是锂离子电池未来的重要发展方向之一。
随着人们对电动汽车、飞行器等高需求场景的不断涌现，锂离子电池不断提高能量密度成为必然趋势。
高能量密度意味着电池能够储存更多的电量，在同样大小、重量的情况下，使用时间和续航距离都得到了大幅提升。
在实现高能量密度的同时，还需要保证电池的安全性、稳定性等问题，这需要不断探索和研究。
2. 长寿命除能量密度外，锂离子电池的寿命也是一个重要指标。
随着人们对电池使用寿命的要求越来越高，如何提高锂离子电池的寿命成为一个重要话题。
目前，传统锂离子电池一般寿命在3-5年，需要不断更换，给用户带来一定的经济负担。
为解决这一问题，一些新型电池技术如锰酸锂、磷酸铁锂等被研究和开发出来，通过改变电池化学组成、改进制造工艺等方式，延长电池的使用寿命。
3. 超快充电随着人们对电量密度和电池寿命的追求，快充技术也已经成为了一种重要发展趋势。
目前，锂离子电池充电需要数小时的时间，在信息时代，这已经成为了限制移动电子设备、电动汽车发展的制约因素之一。
越来越多的研究机构和企业致力于探索快充技术，通过改变电池结构、电解液、电极材料等方式，实现了一些超快充电技术。
如Tianjin Lishen公司推出的高倍率充电技术，能够将电池充电时间从60分钟缩短至20分钟。
二、锂离子电池面临的挑战1. 安全问题锂离子电池在使用过程中，如果电池内部温度过高，会导致电池热失控，产生火灾、爆炸等严重安全问题。
尤其是电动汽车、飞行器等场景，一旦电池热失控会给人们生命财产带来严重损失。
LiAl5O8：一种潜在高离子导通能力的新型锂电池包覆材料
LiAl5O8：一种潜在高离子导通能力的新型锂电池包覆材料摘要：随着锂离子电池应用领域不断扩大，对高性能锂电池的需求也越来越迫切。
本文介绍了一种新型锂电池包覆材料LiAl5O8，这种材料具有较高的热稳定性和机械强度，同时具有潜在的高离子导通能力。
通过分析其晶体结构和离子传输机理，我们发现，LiAl5O8晶体具有一定的离子导电性，而且还能够抑制电池中的电解液分解和电池极材料的负面影响，具有广泛的应用前景。
关键词：锂电池；包覆材料；离子导通；LiAl5O8；电解液引言锂离子电池是目前电池市场上应用最为广泛的电池，其广泛应用在移动电话、笔记本电脑、数码相机等领域。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、无记忆效应、环保等优点，赢得市场的青睐。
但是，由于锂离子电池体系的固有缺陷，例如电解液的热不稳定性、电池局部过热等，以及电池老化导致的性能下降等问题，限制了锂离子电池的进一步发展。
为提高锂离子电池的安全性、循环寿命和能量密度，研究高性能锂电池成为当今科学家的研究重点。
锂电池中的正负极材料通常采用LiCoO2和石墨，其中LiCoO2具有较高的比容量和循环寿命，但是其价格昂贵。
石墨的理论比容量低，而且容易发生“层状结构崩塌”现象，导致电池性能下降。
此外，电池的安全性也是一个重要的问题。
当电池受到非正常工作条件的影响，例如过电压、过电流和高温等，电池很容易燃烧或爆炸，引起一系列安全事故。
因此，为提高锂电池的安全性和性能，制备高性能的包覆材料是至关重要的。
本文介绍了一种具有潜在高离子导通能力的新型锂电池包覆材料LiAl5O8。
我们首先通过实验合成了LiAl5O8晶体，然后采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术对其进行了结构表征。
利用电化学测试技术和纳米厚度压电探针技术，我们研究了LiAl5O8晶体的离子传输机理。
最后，我们讨论了LiAl5O8包覆层对锂离子电池性能的影响，为锂电池包覆材料的设计和制备提供了新的思路和方法。
课时6.2.3 拓展1 燃料电池及其它新型电池电极反应式的书写
燃料电池及其它新型电池电极反应式的书写一、电极反应遵循的三个守恒观察铅蓄电池的正、负极电极反应负极反应 Pb(s)＋SO 2－4(aq)－2e －===PbSO 4(s)正极反应 PbO 2(s)＋4H ＋(aq)＋SO 2－4(aq)＋2e －===PbSO 4(s)＋2H 2O(l) 总反应 Pb(s)＋PbO 2(s)＋2H 2SO 4(aq)2PbSO 4(s)＋2H 2O(l)规律任何一个电极反应等号左、右两边一定遵循：得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒1、得失电子守恒(1)n +−−→−-电荷数失电子—ne ，m —电荷数得电子−−→−-+m e(2)元素的化合价每升高一价，则元素的原子就会失去一个电子(3)元素的化合价每降低一价，则元素的原子就会得到一个电子 2、电荷守恒：电极反应左、右两边的正电荷和负电荷数相等 3、原子守恒(质量守恒)：电极反应左、右两边同种原子的原子个数一定相等 二、电极反应的书写方法1、直观法：针对比较简单的原电池可以采取直观法，先确定原电池的正、负极，列出正、负极上反应的物质，并标出相同数目电子的得失【微点拨】注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存，则电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式中 【对点训练1】装置图Zn ——Cu (稀硫酸)总反应负极反应 正极反应 Al ——Mg (稀盐酸)总反应负极反应 正极反应 Cu ——Ag (硝酸银溶液)总反应负极反应 正极反应 Fe ——Cu (FeCl 3溶液)总反应负极反应 正极反应2、用差值法写电极反应方程式：正、负极反应相加得到电池反应的离子方程式。
反之，若能写出已知电池的总反应的离子方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式复杂电极反应式===总反应式—简单的电极反应式装置图Al——Cu (稀硝酸)总反应负极反应正极反应Al——Cu (浓硝酸)总反应负极反应正极反应Al——Mg (NaOH溶液)总反应负极反应正极反应铅蓄电池总反应负极反应正极反应3、以“甲醇——氧气——KOH溶液”为例第一步：得失电子守恒n+−−→−-电荷数失电子—ne，m—电荷数得电子−−→−-+m e负极的甲醇在碱性环境中变成CO 32－失去6个电子，写成－6e－；正极的O2到底是变成了OH－还是H2O，一定是得到4个电子，写成＋4e－，此步称之为得、失电子守恒负极反应：CH3OH—6e－— CO32－；正极反应：O2＋4e－—第二步：电荷守恒此时负极反应左边的电荷数为＋6，右边的电荷数为－2，电荷显然不守恒，为了使左、右两边电荷守恒必需在左边配8个OH－；正极反应的左边电荷数为－4，右边的电荷数为0，为了使左、右两边电荷守恒必需在右边配4个OH－，此步称之为电荷守恒负极反应：CH3OH—6e—＋8OH－—CO32－；正极反应：O2＋4e－—4OH－第三步：原子守恒观察负极反应左、右两边的原子个数，C守恒，H、O不守恒，需在右边配6 个H2O；而正极反应H、O不守恒，需在左边配2个H2O，此步称之为原子守恒负极反应：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O===CO32－；正极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－【微点拨】①该法书写电极是各写各的电极，因此正负极电子数可能不相等，所以最后再用最小公倍数写出总方程式②若为酸性介质，先补H+，另一边补H2O；若为碱性介质，先补OH—，另一边补H2O③有机物中化合价处理方法：“氧－2，氢＋1，最后算碳化合价”，并且要注意溶液环境与产物之间的反应，碱性环境下，C元素最终产物应为CO32－④水溶液中不能出现O2－；碱性溶液反应物、生成物中均无H+；酸性溶液反应物、生成物中均无OH－，中性溶液反应物中无H+ 和OH －燃料电池的构成燃料电池装置示意图燃料电池是通过燃料气体与氧气分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。
美国研发适用于大容量高功率锂离子电池的新型纳米材料
子 ，比 现 有 锂 离 子 电 池 实 现 更 高 的 效 率 ，同 时 不 会 对 电池 产 生 持 续 性 损 害 ，在 高 速 充 放 电 的 情 况
下 也 能 实 现 电极 稳 定 运行 。该 自然 应 力 递 变 有 利 于 材 料 界 面 避 免 出 现 应 力 骤 变 ，从 而 提 高 电 极 结 构 的完 整 度 。
了能 量 密 度 不 相 上 下 之 外 ，其 电极 充 放 电速 度 比 前 者 快 ４ ～ Ｏ倍 ，其 卓 越 的 性 能 有 助 于 设 计 和 制 ０６
造 出 大 容 量 高 功 率 锂 离 子充 电 电池 。 研 究 人 员 表 示 ，全 电动 汽 车 的 电池 需 同 时 具
能 电池 组 件 的使 用 寿 命 并 降 低 成 本 。
美 国普 渡 大 学 研 究 人 员研 发 出一 种 新 型 太 阳 能 电 池 ，该 电 池 可 利 用 碳 纳 米 管 和 Ｄ Ａ 技 术 模 Ｎ 拟 植 物 光 合 系 统 ，实 现 自我 修 复 ， 旨在 延 长 太 阳
受 目前 锂 离 子 电池 无 法 实 现 的 超 高 速 充 放 电 。 研 究 证 明 ，与传 统 电 池 阳极 相 比 ，该 电 池 除
业化牛产 。
摘 译 自 互 联 网
研 究 人 员 发 现 ，当 电 流 密 度 增 至 ５ ． Ａ／ １ ｇ ２
电 动 汽 车 采 用 高 功 率 密 度 的 超 级 电 容 器 实 现 启
采 用 具 有 特 殊 电学 性 能 的单 壁 碳 纳 米 管 作 为 光 电
池 的 “ 子 导线 ” ｍｏｅ ｕａ ｉ ｓ 。 分 （ ｌｃ ｌｒｗｒ ） ｅ
高比能量锂离子电池关键技术及应用
高比能量锂离子电池关键技术及应用1. 引言高比能量锂离子电池是当前电池领域的一个热门话题。
随着移动设备、电动汽车和新能源领域的不断发展，对高比能量锂离子电池的需求也越来越大。
本文将从技术和应用两个维度来全面探讨高比能量锂离子电池。
2. 高比能量锂离子电池的基本原理高比能量锂离子电池是一种储能装置，其基本原理是通过正负极材料之间的锂离子嵌入和脱嵌来实现电荷和放电。
其中，正极材料通常采用氧化物，而负极材料则采用炭素或锂钛酸盐。
电解液则是将锂离子在正负极之间传递的介质。
在充放电过程中，锂离子在正负极之间穿梭，完成电荷和放电的过程。
3. 提高高比能量锂离子电池的关键技术3.1 正负极材料的改进正负极材料的改进是提高高比能量锂离子电池性能的关键。
其中，正极材料的比容量和循环寿命直接影响电池的能量密度和稳定性。
目前，钴酸锂、锰酸锂和三元材料是常见的正极材料，不断的研究和改进能够提升电池的性能。
负极材料方面，硅材料因其高的比容量备受关注，但其容量膨胀问题也亟待解决。
3.2 电解液的改进电解液是高比能量锂离子电池中至关重要的一部分。
传统电解液采用有机溶剂，但其安全性和稳定性存在一定问题。
固体电解质成为了当前的研究热点之一。
固体电解质可以提高电池的安全性和循环寿命，但其导电性和成本等问题也需要进一步解决。
3.3 结构设计的优化电池的结构设计可以直接影响电池的能量密度和循环寿命。
采用多孔隔膜、高比表面积的电极材料以及合理的电池设计都可以提高电池的性能。
电池的封装和管理系统也是电池性能的关键。
4. 高比能量锂离子电池的应用领域高比能量锂离子电池的应用领域非常广泛，主要包括但不限于电动汽车、储能系统、航空航天等新能源领域。
随着新能源政策的不断出台，电动汽车市场的快速增长以及可再生能源的普及，高比能量锂离子电池的市场潜力无疑是巨大的。
5. 个人观点和总结高比能量锂离子电池是未来储能领域的重要发展方向。
通过不断的技术创新和改进，相信高比能量锂离子电池的能量密度和循环寿命会不断提升，从而推动电动汽车、储能系统等领域的发展。
新型锂离子电池用电解质盐LiODFB的研制及其性质
电极材料在LiODFB电解液中的稳定性优于在LiPF6电解液中的稳定性。
18
四、草酸二氟硼酸锂（LiODFB）的电性能
4.3 电化学稳定性
4 (a) -20℃ 3 3 4 (b) Room tempreture
Current/mA
2 LiPF6 LiODFB
Current/mA
LiODFB:6.01V LiPF6:4.69V, 6.33V
LiODFB 4 5 6 7
Current/mA
1 LiPF6 0 2 3
Potential/V
LiODFB电解液较LiPF6 电解液对铝箔更稳定。
LiODFB:4.58V-5.04V,5.31V-5.63V;
LiPF6:3.91V-4.63V,4.72V5.01V;5.26V-5.45V 电解液对集流体铝箔的电流-电位曲线
6
7
LiODFB电解液的电化学 窗口大于LiPF6电解液。
LiODFB:4.2V-5.0V,5.38V-5.62V; LiPF6:3.98V-4.98V,5.11V-5.5V;
电解液的氧化分解电位曲线
19
四、草酸二氟硼酸锂（LiODFB）的电性能
4.4 对集流体腐蚀性
3 (a) -20℃ 2 2 3 (b) Room tempreture
B
7.520 7.522
C
16.709 16.707
O
44.514 44.516
F
26.429 26.430
经过计算，制得的样品纯度高达99.94%。
10
三、草酸二氟硼酸锂（LiODFB）的表征及性质
3.2 分子结构及傅立叶红外光谱
经过红外光谱检测，所有官能团的峰位都与文献报道的纯LiODFB一致。
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锂离子电池及其它新型电池专题 1 / 8 锂离子电池及其它新型电池专题
1.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：
Li+2Li0.3520.8522NiOLiNiO放电充电 下列说法不正确．．．的是 A．放电时，负极的电极反应式：Li-e=Li B．充电时，Li0.852NiO既发生氧化反应又发生还原反应 C．该电池不能用水溶液作为电解质 D．放电过程中Li向负极移动 答案D 【解析】A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；B项，反应逆向进行时。反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。 2. 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为：-+612622CHO+6HO-24e=6CO+24H C．放电过程中，+H从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下2CO气体22.46L 【标准答案】B 【解析】A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错。 【考点分析】 ①原电池反应（反应原理、电极方程式的书写、离子的移动方向）；②有关化学方程式的计算。 2.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答： （1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。 （2）负极反应式为 。 （3）电极表面镀铂粉的原因为 。 （4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H22LIH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑ ①反应Ⅰ中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是 。 ②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。 ③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为 mol。 锂离子电池及其它新型电池专题 2 / 8
③32 【解析】本题考查电化学知识。（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH－。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为20×80%=1.6mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以1.6molH2可转移3.2mol的电子。 3.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［(CH3COO)2 Fe］、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选移的介质，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 。
答案.（15分） （1）为了防止亚铁化合物被氧化
（2）CO2 H2O NH3 （每空1分，共3分）
（3）Fe+H2P4O+Li+2e＝LiFePO4+2H+ （3分） 锂离子电池及其它新型电池专题 3 / 8 （4）
（3分） （5）FePO4+Li++e====LiFePO4 （3分）【解析】（1）亚铁离子具有强还原性，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是为了防止亚铁化合物被氧化（2）将碳酸锂、乙酸亚铁、磷酸二氢铵在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂、乙
酸及其它产物均以气体逸出。根据题意和元素守恒，可得其他产物为：CO2 、H2O 和NH3 。（3）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。阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为Fe+H2P4O+Li+2e＝LiFePO4+2H+ (4) M具有酯基，在碱性条件下可发生水解，M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：
【考点分析】氧化还原、电极方程式、有机化学方程式综合运用 4． Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ； (2)电池正极发生的电极反应为 ； (3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ； (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。 答案（1）负极材料为Li（还原剂），Li – e- = Li+ （2）2SOCl2 + 4 e- = 4Cl- + S + SO2 （3）出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2 + H2O = SO2 ↑+ 2HCl↑ （4）因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应 【解析】分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂 ，SOCl2为氧化剂。 （1）负极材料为Li（还原剂），Li – e- = Li+ （2）负极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl2 + 4 e－ = 4Cl－ + S + SO2 （3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成。 （4）因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应
4、镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、
放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O放电充电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（ ） 锂离子电池及其它新型电池专题 4 / 8 A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液的碱性不变 D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动 解析：由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)2－e－ ＋OH-===NiOOH＋H2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)2＋2e－ ===Cd＋2OH－；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd－2e－＋2OH－ ===Cd(OH)2，Cd周围的c(OH－)下降，OH－向负极移动。
答案：A。 5、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放电充电LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含U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 解析： 16CD 解释： 放电时，负极：Li -- e- ==Li+，正极：FePO4 + Li+ + e- == LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4 -- e- == FePO4 + Li+ 阴极：Li+ + e- == Li，所以易知C.D正确。 若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li+应（正电荷）在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错。 16.一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，其还原产物为双氧水，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：3H2O+ 3O2 =O3 + 3H2O 。下列有关说法正确的是（ ）C A、电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧 B、电解池中硫酸溶液的pH保持不变 C、产生臭氧的电极反应式为3H2O —6e—= O3 + 6H+ D、产生双氧水的电极反应式为2H2O —2e —=H2O2 + 2H+ 6、一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3 和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：2CO+ O2 == 2CO2 。则下列说法中正确的是（）C A、通CO的一极是电池的正极 B、负极发生的电极反应是：O2 + 2CO2 + 4e— === 2CO32— C、负极发生的电极反应是：CO + 2CO32— —2 e— ===2CO2 D、正极发生氧化反应 7、用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2g ，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为 ；常温下，若将电解后的溶液稀释至1L，则溶液的pH约为 。（0.56L；1） 8、(2010全国I，10)．右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在2TiO纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：