2025年大三（储能科学与工程）储能材料考核题

2025年大三（储能科学与工程）储能材料考核题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种储能材料具有较高的理论比容量但实际应用中存在安全性问题？A.锂离子电池正极材料B.铅酸电池负极材料C.钠硫电池正极材料D.镍氢电池负极材料2.储能材料的循环稳定性主要取决于什么？A.材料的化学成分B.材料的晶体结构C.充放电过程中的电极反应D.以上都是3.下列哪种储能材料属于有机储能材料？A.石墨烯B.聚苯胺C.磷酸铁锂D.氧化钌4.储能材料的热稳定性对其性能有重要影响，热稳定性差可能导致什么问题？A.充放电效率降低B.容量衰减加快C.安全性下降D.以上都有可能5.对于新型储能材料的研发，主要面临的挑战不包括以下哪一项？A.成本过高B.性能不稳定C.制备工艺复杂D.市场需求不足6.哪种储能材料在大规模储能领域具有潜在优势？A.超级电容器B.锂离子电池C.液流电池D.固态电池7.储能材料的内阻对其充放电性能有显著影响，内阻增大可能会导致什么？A.充电速度加快B.放电电压升高C.能量损耗增加D.电池寿命延长8.以下关于储能材料的比表面积说法正确的是？A.比表面积越大，材料性能越好B.比表面积与材料性能无关C.比表面积适中有利于材料性能发挥D.比表面积越小，材料性能越好9.哪种储能材料的充放电过程涉及到多价态离子的氧化还原反应？A.锂离子电池B.水系锌离子电池C.钠基储能电池D.镁基储能电池10.储能材料的自放电现象主要是由什么引起的？A.材料内部的杂质B.电极表面的反应C.环境温度过高D.以上都有一定影响第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述储能材料的分类方式，并举例说明各类典型储能材料。12.（15分）分析锂离子电池正极材料的性能要求及其主要影响因素。13.（15分）阐述储能材料的安全性评估指标及提高安全性的主要措施。14.（材料题15分）阅读以下材料：随着可再生能源的快速发展，储能技术的需求日益增长。某科研团队致力于研发一种新型储能材料，该材料具有较高的能量密度和良好的循环稳定性。在实验过程中，他们发现材料的微观结构对其性能起着关键作用。请结合材料，分析新型储能材料研发中微观结构与性能之间的关系，并说明如何通过调控微观结构来优化材料性能。15.（材料题15分）材料：当前储能领域面临着成本高、寿命短等问题。一种新型储能材料被提出，其具有独特的化学组成。研究表明，该材料在充放电过程中发生的化学反应较为复杂。请根据材料，探讨如何通过改进该新型储能材料的化学组成来解决储能领域现存的问题，并分析其可能面临的挑战。答案：1.C2.D3.B4.D5.D6.C7.C8.C9.B10.D11.储能材料可按能量存储方式分为物理储能材料、化学储能材料和电磁储能材料等。物理储能材料如压缩空气储能用的储气材料等；化学储能材料像锂离子电池正极材料磷酸铁锂、负极材料石墨等；电磁储能材料例如超导磁体等。12.锂离子电池正极材料性能要求包括高比容量、高工作电压、良好的循环稳定性等。主要影响因素有材料的晶体结构，如不同晶型的锂离子扩散系数不同；化学成分，像过渡金属离子的价态和含量影响电池性能；制备工艺，控制颗粒大小、形貌等影响电极反应活性。13.安全性评估指标有热稳定性、过充过放安全性、短路安全性等。提高安全性措施包括选择热稳定性好的材料体系，设计合理的电池结构和保护电路，采用阻燃电解液等。14.微观结构决定了离子传输路径、电极反应活性位点等，从而影响材料的能量密度和循环稳定性。通过调控微观结构，如控制晶体粒径、晶型，优化材料的孔隙结构等，可以提高离子扩散速率，减少电极极化，进而优化材料性能。15.改进化学组成可通过调整元素种类和比例来优化充放电