Question

【題目】中國科學院科學家團隊通過鎂熱還原法將天然的硅藻土轉化為具有多級孔道結構的硅框架，并將該硅框架與熔融態的鋰金屬混合制成具有多孔結構的復合鋰金屬。一種全固態鋰金屬電池是以復合鋰金屬為a極，磷酸鐵鋰為b極，聚環氧乙烷基聚合物(PEO-SPE)為固態電解質(如圖所示)，該電池的總反應為：LiFePO4xLi+Li1-xFePO4。下列說法不正確

A.放電時Li+通過固態電解質向b極移動

B.多孔結構的復合鋰金屬有利于鋰金屬的均勻沉積和脫出

C.充電時，b極反應為：Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4

D.充電時，當a極質量增加mg時，理論上b極質量減少mg

Answer 1

【答案】C

【解析】

放電時，該裝置為原電池裝置，復合鋰金屬(a)為負極，負極反應為：xLi-xe-=xLi+，磷酸鐵鋰為(b)正極，正極反應為：Li1-xFePO4+xLi++xe-= LiFePO4；

充電時，該裝置為電解池裝置，復合鋰金屬(a)為陰極，陰極反應為：xLi++xe-=xLi，磷酸鐵鋰(b)為陽極，陽極反應為：LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi+，據此解答。

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

B．多孔結構的復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，該裝置為電解池裝置，b極為陽極，陽極反應為：LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi+，C錯誤；

D．由得失電子守恒和充電時的電極反應可得如下關系：b極產生xmolLi+～b極質量減少xmolLi+～xe-～a極增加xmolLi，那么b極質量減少值=a極質量增加值，故當a極質量增加mg時，理論上b極質量減少mg，D正確。

答案選C。