题目内容

【题目】全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电极反应为:16Li+xS8=8Li2Sx2≤x≤8)。下列说法正确的是

A. 电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g

B. 电解池中加入少量硫酸增强导电性

C. 电池充电时间越长,电池中的Li2S2量越多

D. 电池工作时,负极可发生反应: 2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

【答案】A

【解析】

根据电池反应16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)可知负极锂失电子发生氧化反应,电极反应为:Li-e-=Li+Li+移向正极,所以a是正极,发生还原反应:S8+2e-=S82-S82-+2Li+=Li2S83Li2S8+2Li++2e-=4Li2S62Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2,根据电极反应式结合电子转移进行计算。

A.负极反应为:Li-e-=Li+,当外电路流过0.02mol电子时,消耗的锂为0.02mol,负极减重的质量为0.02mol×7g/mol=0.14gA正确;

B.硫作为不导电的物质,导电性非常差,而石墨烯的特性是室温下导电最好的材料,则石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性,但是不能加入硫酸,因为金属锂可以和硫酸之间反应,B错误;

C.充电时a为阳极,与放电时的电极反应相反,则充电时间越长,电池中的Li2S2量就会越少,C错误;

D.据分析可知正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4,负极上发生氧化反应,电极反应为:Li-e-=Li+D错误;

故合理选项是A

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