Question

【題目】中國(guó)科學(xué)院科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過鎂熱還原法將天然的硅藻土轉(zhuǎn)化為具有多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)的硅框架，并將該硅框架與熔融態(tài)的鋰金屬混合制成具有多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合鋰金屬。一種全固態(tài)鋰金屬電池是以復(fù)合鋰金屬為a極，磷酸鐵鋰為b極，聚環(huán)氧乙烷基聚合物(PEO-SPE)為固態(tài)電解質(zhì)(如圖所示)，該電池的總反應(yīng)為：LiFePO4xLi+Li1-xFePO4。下列說法不正確

A.放電時(shí)Li+通過固態(tài)電解質(zhì)向b極移動(dòng)

B.多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合鋰金屬有利于鋰金屬的均勻沉積和脫出

C.充電時(shí)，b極反應(yīng)為：Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4

D.充電時(shí)，當(dāng)a極質(zhì)量增加mg時(shí)，理論上b極質(zhì)量減少mg

Answer 1

【答案】C

【解析】

放電時(shí)，該裝置為原電池裝置，復(fù)合鋰金屬(a)為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為：xLi-xe-=xLi+，磷酸鐵鋰為(b)正極，正極反應(yīng)為：Li1-xFePO4+xLi++xe-= LiFePO4；

充電時(shí)，該裝置為電解池裝置，復(fù)合鋰金屬(a)為陰極，陰極反應(yīng)為：xLi++xe-=xLi，磷酸鐵鋰(b)為陽極，陽極反應(yīng)為：LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi+，據(jù)此解答。

A．放電時(shí)，該裝置為原電池裝置，陽離子向正極移動(dòng)，則Li+向b極移動(dòng)，A正確；

B．多孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合鋰金屬表面積比較大，有利于鋰金屬的均勻沉積和脫出，B正確；

C．由分析可知，充電時(shí)，該裝置為電解池裝置，b極為陽極，陽極反應(yīng)為：LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi+，C錯(cuò)誤；

D．由得失電子守恒和充電時(shí)的電極反應(yīng)可得如下關(guān)系：b極產(chǎn)生xmolLi+～b極質(zhì)量減少xmolLi+～xe-～a極增加xmolLi，那么b極質(zhì)量減少值=a極質(zhì)量增加值，故當(dāng)a極質(zhì)量增加mg時(shí)，理論上b極質(zhì)量減少mg，D正確。

答案選C。