电池技术工程师考试试卷及答案

电池技术工程师考试试卷及答案填空题（每题1分，共10分）1.锂离子电池正极材料LiFePO₄的中文名称是______。2.锂离子电池电解液的主要溶剂属于______类化合物。3.电池容量的常用单位是______（如mAh）。4.电池SOC的中文全称是______。5.锂离子电池负极常用碳基材料是______。6.电池内阻包括欧姆内阻和______内阻。7.电池快充倍率的单位是______（如1C）。8.铅酸电池正极活性物质是______。9.燃料电池传递离子的核心部件是______。10.超级电容储能基于______的分离。单项选择题（每题2分，共20分）1.锂离子电池充电时，锂离子移动方向是？A.正极→负极B.负极→正极C.不移动D.随机移动2.三元锂电池NCM中Co的主要作用是？A.提高循环寿命B.降低成本C.增强安全D.提升能量密度3.磷酸铁锂电池的显著优点是？A.能量密度高B.安全性好C.低温性能优D.充电速度快4.铅酸电池放电时正极反应是？A.PbO₂→PbSO₄B.Pb→PbSO₄C.H₂O→O₂D.PbSO₄→PbO₂5.质子交换膜燃料电池（PEMFC）的电解质是？A.磷酸B.熔融碳酸盐C.全氟磺酸膜D.固体氧化物6.锂离子电池容量衰减的非主要原因是？A.不可逆嵌入反应B.电解液分解C.负极析锂D.低温环境7.不属于快充技术的是？A.高倍率充电B.脉冲充电C.恒压充电D.预充电8.电池热管理常用散热介质不包括？A.乙二醇水溶液B.矿物油C.空气D.液氮9.超级电容与锂离子电池的区别是？A.储能为化学能B.功率密度低C.循环寿命短D.充放电快10.电池pack设计核心要求不包括？A.能量密度B.安全性C.成本D.外观颜色多项选择题（每题2分，共20分）1.锂离子电池常见正极材料有？A.磷酸铁锂B.三元锂C.钴酸锂D.石墨2.电解液组成部分包括？A.锂盐B.有机溶剂C.添加剂D.水3.电池热失控触发因素有？A.过充过放B.高温C.机械冲击D.内部短路4.燃料电池优点有？A.效率高B.零排放C.无充电时间D.能量密度高5.电池pack安全设计要求包括？A.过充保护B.过放保护C.温度监测D.短路保护6.铅酸电池维护要点有？A.检查电解液液位B.避免过充过放C.保持干燥D.高温存放7.快充技术关键包括？A.高导电正极B.优化电解液C.热管理D.低内阻负极8.SOC估算常用方法有？A.开路电压法B.安时积分法C.卡尔曼滤波法D.电阻法9.超级电容应用场景有？A.汽车启动辅助B.可再生能源缓冲C.手机电池D.应急电源10.影响电池循环寿命的因素有？A.充放电倍率B.温度C.充放电深度D.电解液用量判断题（每题2分，共20分）1.锂离子电池充电时，锂离子从正极脱出向负极嵌入。（√）2.三元锂电池能量密度比磷酸铁锂电池低。（×）3.铅酸电池可长期过充过放使用。（×）4.燃料电池属于储能装置而非发电装置。（×）5.电池内阻仅包括欧姆内阻。（×）6.快充倍率C表示1小时充放完全容量的电流。（√）7.磷酸铁锂电池循环寿命比三元锂电池长。（√）8.超级电容储能基于化学能存储。（×）9.电池热管理只需散热无需加热。（×）10.电池容量单位是Wh（瓦时）。（×）简答题（每题5分，共20分）1.简述锂离子电池工作原理。答案：充放电时锂离子在正负极间往返嵌入/脱出（摇椅式）。充电时，正极Li⁺脱出经电解液到负极（石墨）嵌入；电子经外电路从正极到负极平衡电荷。放电时，Li⁺从负极脱出回到正极，电子经外电路形成电流。正负极反应可逆，实现能量存储与释放。2.对比磷酸铁锂与三元锂电池优缺点。答案：磷酸铁锂优点：安全稳定、循环寿命长（≈2000次）、成本低；缺点：能量密度低（≈120-160Wh/kg）、低温性能差。三元锂优点：能量密度高（≈180-300Wh/kg）、快充快；缺点：安全性差、循环寿命短（≈1000-1500次）、成本高（含Co）。3.电池热失控原因及预防措施。答案：原因：过充过放（析锂）、高温（SEI膜分解）、机械冲击（短路）。预防：①BMS监测SOC/温度/电压；②液冷/风冷控制温度（25-45℃）；③PACK加绝缘/防爆阀；④选用热稳定材料（如磷酸铁锂）；⑤工艺严控极片对齐。4.燃料电池与传统电池区别。答案：①储能：传统存化学能（内部反应），燃料电池直接转燃料化学能为电能（外部供燃料）；②充电：传统需外接电源，燃料电池需补燃料；③寿命：燃料电池无不可逆反应寿命长，传统有循环衰减；④排放：燃料电池（如PEMFC）零排放，传统无直接排放但充电间接污染。讨论题（每题5分，共10分）1.快充对电池寿命影响及优化方向。答案：快充影响：高倍率导致负极析锂（锂枝晶刺穿隔膜）、正极结构破坏、电解液分解，加速容量衰减。优化：①材料：高导电正极（掺杂LiFePO₄）、硅碳复合负极；②电解液：添加快充添加剂抑制析锂；③热管理：实时控温（避免高温析锂）；④充电策略：脉冲/阶段式快充；⑤BMS：动态调整电流匹配电池状态。2.电池回收现状及未来趋势。答案：现状：主流湿法（浸出-萃取）、火法（熔融）回收，痛点：成本高、二次污染、效率≈80%。趋势：①物理法：机械分选提升效率；②绿色回收：生物浸出（微生物溶解金属）；③材料修复：直接补锂正极减少重制；④政策：强制回收制度（如欧盟指令）；⑤新型电池回收：针对固态电池的电解质回收技术。答案汇总填空题1.磷酸铁锂2.碳酸酯3.安时（Ah）4.荷电状态5.石墨6.极化7.C（倍率）8.二氧化铅9.电解质膜10.电荷单项选择题1.A2.D3.B4.A5.C6