第十章微题型81锂电池

微题型81锂电池(1~6题，每小题6分，7~8题，每小题7分，共50分)1.(2025·广西河池模拟)某磷酸铁锂电池工作原理如图，放电时总反应为FePO4+LiC6=LiFePO4+6C，下列说法正确的是()A.放电时Li+在电解液中向铜箔集流体一侧迁移B.放电时FePO4被还原，LiC6发生氧化反应C.磷酸铁锂电池充电时，a接口接外电源的负极D.放电时电子从FePO4电极经外电路流向石墨电极答案B解析放电时，阳离子向正极移动，故Li+由负极(铜箔集流体一侧)经隔膜迁移到正极(铝箔集流体一侧)，故A错误；放电时，负极(LiC6)中的Li原子失电子生成C和Li+，该过程发生氧化反应，FePO4电极得电子生成LiFePO4，发生还原反应，故B正确；充电时应将电池正极接外电源的正极，故C错误；放电时电子从石墨电极经外电路流向FePO4电极，故D错误。2.(2025·南宁模拟)某种可充电固态锂电池放电时的工作原理如图所示，下列说法错误的是()A.电极电势：b极>a极B.放电时电子流向：a极→负载→b极C.充电时，阳极电极反应为LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaOD.外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化差值为7g答案D解析根据Li+移动方向可知，b极为正极，a极为负极，故电极电势：b极>a极，A正确；放电时，电子由负极a流出经外电路负载流入正极b，B正确；充电时，b极为阳极，失去电子，电极反应为LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO，C正确；充电时，外电路通过1mol电子时，b极减少1molLi+，质量为7g，a极1molLi+得到电子变为锂，增重7g，放电时，外电路通过1mol电子时，a极失去电子迁移1molLi+到b极，a极质量减少7g，b极1molLi+得到电子变为锂，增重7g，两电极质量变化差值为14g，D错误。3.锂钒氧化物二次电池的工作原理为V2O5+xLiLixV2O5，如图是用该电池电解含镍酸性废水制备单质镍的装置示意图，下列说法正确的是()A.电解过程中Y电极上的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑B.当锂钒氧化物电池中有7gLi参与放电时，转移电子数为0.5NAC.锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作为电解液D.锂钒氧化物二次电池充电时，B电极发生还原反应答案D解析电解含镍酸性废水制备单质镍，镀镍铁棒为阴极，电解过程中Y电极上的电极反应为Ni2++2e-=Ni，故A错误；锂能与水反应，锂钒氧化物二次电池不能用LiCl水溶液作为电解液，故C错误；B电极是锂钒氧化物二次电池的负极，充电时作阴极发生还原反应，故D正确。4.(2025·成都模拟)全固态硫锂电池将逐步运用于新能源汽车等行业。它是以硫化物等固体为电解质，Li+可自由移动，其简易结构如图所示。该电池的工作原理为16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法正确的是()A.工作时，固体电解质将熔融而导电B.放电时，Li+从b极区迁移到a极区C.充电时，b极发生反应：xS8+16Li++16e-=8Li2SxD.充放电一段时间后，电池效率下降的原因可能是Li+含量下降答案D解析全固态硫锂电池以固体为电解质，工作时电解质保持固态，不会熔融，A错误；放电时为原电池，Li+向正极(b极)移动，即Li+从a极区迁移到b极区，B错误；充电时b极为阳极，阳极发生氧化反应：8Li2Sx-16e-=xS8+16Li+，C错误；充放电过程中，若Li+在迁移过程中因副反应消耗或沉积不均匀导致含量下降，会使电池效率降低，D正确。5.(2025·兰州模拟)全固态锂金属电池具有更高比能量和安全性。我国科研团队设计了基于LLZTO@Ag复合层负极改性的硫化物全固态锂电池，结构如图所示，放电时电池反应为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi=LiNixCoyMnzO2。下列说法错误的是()A.放电时，电子流向为a极→负载→b极B.充电时，Li+流向为b极→固态电解质→复合层→a极C.充电时，b极的电极反应为LiNixCoyMnzO2-ae-=Li1-aNixCoyMnzO2+aLi+D.放电时，每转移0.1mol电子，b极质量理论上减少0.7g答案D解析由图可知，放电时a极为原电池的负极，b极为正极，则电子流向为a极→负载→b极，故A正确；充电时与直流电源负极相连的a极为阴极，b极为阳极，则锂离子流向为b极→固态电解质→复合层→a极，LiNixCoyMnzO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Li1-aNixCoyMnzO2和锂离子，电极反应式为LiNixCoyMnzO2-ae-=Li1-aNixCoyMnzO2+aLi+，故B、C正确；放电时，b极为正极，锂离子作用下Li1-aNixCoyMnzO2在正极得到电子发生还原反应生成LiNixCoyMnzO2，则每转移0.1mol电子，b极增加质量为0.7g，故D错误。6.Li⁃CO2全固态电池是一种新型二次电池，具有高能量密度、高安全性[液体电解质锂电池，充电时会产生锂枝晶(金属锂)，造成电池电极腐蚀、内部短路、自燃]。In2S3@CNT/SS为光正极，TiO2为光电催化剂，使光正极受光激发产生电子和空穴；放电产物为Li2CO3、C，反应机理为①2CO2+2e-=C2O42-、②C2O42-=CO22-+CO2、③反应ⅲ、④CO32-+2Li+A.全固态锂电池在充放电过程中不易产生锂枝晶B.充电时，Li+由a电极移向b电极C.放电时，反应ⅲ的方程式为CO2+2CO22-=2CD.采用In2S3@CNT/SS光正极辅助电池，可提高放电时的能量转换效率答案B解析根据题目信息，液态电解质锂电池，充电时易产生锂枝晶，影响电池的安全性，当电解质为全固态时，不易产生锂枝晶，A正确；充电时，该装置为电解池，电解过程中阳离子移向阴极，即Li+由b电极移向a电极，B错误；放电时，b电极为正极，发生还原反应，电极反应式为3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C，结合反应机理中已知的3个方程式，电极反应式-2×①-2×②-2×④可得出反应ⅲ的方程式：CO2+2CO22-=2CO32-+C，C正确；TiO7.(2025·黑龙江高三上阶段练习)一种锌钒(Zn/V2O5)水性混合离子电池的结构示意图如图，放电时正极发生的反应为xLi++xe-+V2O5=LixV2O5，下列说法错误的是()A.放电时，内电路中的电流方向为Zn极到V2O5极B.充电时，溶液中Li+浓度不断增大C.充电时，电极B上的电势比电极A的高D.放电时，电极A每减少6.5g，有0.2xmolLi+嵌入电极B答案D解析放电时，电极A为原电池的负极，电极B为正极，则内电路中的电流方向为Zn极到V2O5极，故A正确；充电时，锂离子从五氧化二钒中脱嵌导致溶液中锂离子浓度不断增大，故B正确；充电时，电极B为阳极，电极A为阴极，所以电极B上的电势比电极A的高，故C正确；放电时，电极A为原电池的负极，电极B为正极，锂离子嵌入五氧化二钒中，则由得失电子数目守恒可知，电极A减少6.5g时，嵌入电极B的锂离子的物质的量为6.5g65g·mol-1×2=0.28.LiFePO4二次电池具有安全性能高、热稳定性好等优点，应用于新能源汽车。电池反应：Li1-xFePO4+LixC6LiFePO4+6C，石墨层和过渡金属氧化物为电极，离子导体由锂盐掺杂在液态的有机溶剂中形成(原理如图)。下列说法错误的是()A.放电时，电流由石墨层经外电路流向过渡金属氧化物B.放电时，正极电极反应式：Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4C.充电时，阴极电极反应式：xLi++6C+xe-=LixC6D.充电时，Li+向石墨层电极移动，若电路中通过1mol电子，石墨层电极质量增加7g答案A解析由原理图和电池反应可知，放电时，石墨层为负极，过渡金属氧化物为正极，故放电时，电流应由过渡金属氧化物经外电路流向石墨层，A错误；放电时