高考化学热点新型锂电池的解读
锂离子电池作为新型化学电源由于其比能量高、便携储存一直是世界各国电池企业研究的热点，也一直是近几年高考关于二次电池考察的重点。由于其电池体系多样（题干背景多有介绍），题目有一定难度，如何判断电极材料特征及书写电极反应方程式一直困扰着广大高中生们。现就锂离子电池的电极材料及方程式的书写方法予以总结：
电极材料的判断：
负极：
①锂以单质形式：Li
②锂以原子形式镶嵌其中：LiAl、LiMnO2、LiC6、LiCoO2等
正极：
①为其他不含Li的材料：S、FeS等
②为含有锂的物质时（LiMn2O4、Li0.35NiO2等），此时正极的锂我们有两种分析方法，一是把正极的Li也看做是镶嵌于物质中，Li还是单质；二是把它看成是以+1价的形式形成化合物。
电极方程式的书写：
负极：锂离子电池负极均为锂单质的放电
正极：当正极为其他不含Li的材料（S、FeS等）时，一般为这些物质得电子，然后和负极产生的Li+结合生成新的物质：S+2e-+2Li+=Li2SFeS+2e-+2Li+=Li2S+Fe
当正极为含有锂的物质时（LiMn2O4、Li0.35NiO2等）：
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第一种方法：把正极的Li也看做是镶嵌于物质中，Li还是单质，此时负极产生的Li+在正极得到电子与正极材料结合生成新的Li的嵌合物：LiMn2O4+xLi++xe-=Li1+xMn2O42Li0.35NiO2+Li++e-=2Li0.85NiO2
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第二种方法：正极的Li看成是以+1价的形式形成化合物，此时正极材料的其他物质得到电子化合价降低，与负极产生的Li结合生成新的化合物：LiMn2O4+xe-+xLi+=Li1+xMn2O42Li0.35NiO2+e-+Li+=2Li0.85NiO2
01
无水锂电池
典例1（届湖北省宜昌市高三4月调研考试）锂-空气电池的工作原理如图所示。其中多孔电极材料选用纳米多孔金时，该电池表现出良好的循环性能。电池反应为：2Li＋O2＝Li2O2。下列说法错误
A．该电池的电解液常用锂盐的有机溶液B．电池工作时，外电路中流过0.01mol电子，负极材料减重0.07g
C．电池工作时，正极反应可能经过两个过程：Li+＋O2＋e－＝LiO2Li+＋LiO2＋e－＝Li2O2
D．电池充电时间越长，电池中Li2O2越多
典例2（届吉林市普通中学高中毕业班第三次调研测试）锂--空气电池是一种新型的二次电池，由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。其放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．该电池放电时，锂电极发生了还原反应B．放电时，Li＋向锂电极迁移
C．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等
D．充电时，电池阳极的反应式为Li2O2－2e－＝2Li＋＋O2
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一边是水溶液，一边是有机电解液
典例3（年辽宁省葫芦岛市普通高中高三第二次模拟考试）新型锂-空气电池具有能量密度高的优点，可以用作新能源汽车的电源，其结构如图所示，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是
A．Li+穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液
B．放电时，当外电路中有1mole－转移时，水性电解液离子总数增加NA
C．应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g，理论上将消耗11.2LO2
D．放电时，负极反应式：Li－e－＋OH－＝LiOH
典例4（届山西省高三第一次模拟考试）正在研发的锂空气电池能量密度高、成本低，可作为未来电动汽车的动力源，其工作原理如图。下列有关该电池的说法正确的是A．有机电解液可以换成水性电解液
B．放电时，外电路通过2mol电子，消耗氧气11.2L
C．放电和充电时，Li+迁移方向相同
D．电池充电时，在正极上发生的反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O
练习题：金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，用作燃料电池时，可更换正极的水性电解液和卡盒以及负极的金属锂就可以连续使用，分离出的氢氧化锂可采用电解其熔融物法回收锂而循环使用。其工作示意图如图，下列说法不正确的是A．放电时，负极的电极反应式为Li－e－===Li＋B．熔融的氢氧化锂用惰性电极电解再生时，金属锂在阴极得到C．有机电解液可以是乙醇等无水有机物D．放电时，正极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－Li单质形式Li以原子形式嵌入
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固体电解质
典例5（年山东省聊城市高三一模）锂—液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂[Li2Sx(2≤x≤8)]分别作两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Li+)为电解质，其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电池比钠一液态多硫电池的比能量高B．放电时，内电路中Li+的移动方向为从a到b
C．Al2O3的作用是导电、隔离电极反应物D．充电时，外电路中通过0.2mol电子，阳极区单质硫的质量增加3.2g
典例6（届广东省韶关市高三4月模拟考试二模）某手机电池采用了石墨烯电池，可充电5分钟，通话2小时。一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意图如图。下列有关该电池说法不正确的是
A．金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料
B．充电时A电极为阴极，发生还原反应C．充电时B电极的反应:Li2S8-2e-=2Li++S8
D．手机使用时电子从A电极经过手机电路版流向B电极，再经过电池电解质流回A电极
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熔融电解质
典例7（陕西省榆林市届高考模拟第一次测试）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是
A．Ca为正极
B．放电过程中，Li+向负极移动
C．每转移0.2mol电子,理论上生成20.7gPb
D．电池工作一段时间后，正极质量增大
练习题．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能，此时硫酸铅电极处生成Pb。下列有关说法正确的是A．输出电能时，外电路中的电子由硫酸铅电极流向钙电极
B．放电时电解质LiCl－KCl中的Li＋向钙电极区迁移
C．电池总反应为Ca＋PbSO4＋2LiClPb＋Li2SO4＋CaCl2
D．每转移0.2mol电子，理论上消耗42.5gLiCl
练习题．（广东省惠州市届高三4月模拟考试）一种特殊的热激活电池示意图如下。该电池总反应为：PbSO4(s)+2LiCl+Ca(s)=CaCl2(s)+Li2SO4+Pb(s)，下列说法不．正．确．的是
A．Ca电极发生氧化反应
B．负极的电极反应：Ca(s)+2Cl﹣﹣2e﹣=CaCl2(s)
C．可用LiCl和KCl水溶液代替无水LiCl﹣KCl
D．当无水LiCl﹣KCl混合物受热熔融后电池才能工作
例8（届辽宁省重点高中协作校高三第三次模拟考试）锂碘电池的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写为P2VP)和I2的复合物，电解质是熔融薄膜状的碘化锂，正极的电极反应式为P2VP·nI2+2e-+2Li+=P2VP·(n-1)I2+2LiI。下列说法正确的是
A．该电池放电时，锂电极发生还原反应B．该电池发生的总反应为2Li+P2VP·nI2=P2VP·(n-1)I2+2LiI
C．P2VP和I2的复合物是绝缘体，不能导电
D．该电池工作时，碘离子移向正极
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