10.锂离子电池广泛应用于日常电子产品中,也是电动汽车动力电池的首选.正极材料的选择决定了锂离子电池的性能.磷酸铁钾(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特性、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新星”.
(1)磷酸铁锂电池比钻酸锂电池或锰酸锂电池更环保的原因是磷酸铁锂电池不会产生重金属污染.
(2)高温固相法是磷酸铁锂生产的主要方法.通常以铁盐、磷酸盐和锂盐为原料,按化学计量比充分混匀后,在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解,再经高温焙烧,研磨粉碎制成.
其反应原理如下:①完成上述化学方程式.
Li2CO3+2FeC2O4•2H2O+2NH4H2PO4═2LiFePO4+2NH3↑+3CO2↑+2CO↑+7H2O↑
②理论上,反应中每转移0.15mol电子,会生成LiFePO423.7g.
③反应需在惰性气氛的保护中进行,其原因是防止Fe(II)被氧化.
(3)磷酸铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐.
电池工作时的总反应为:LiFePO4+6C$?_{放电}^{充电}$Li1-xFePO4+LixC6,则放电时,正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4.充电时,Li+迁移方向为由左向右(填“由左向右”或“由右向左”),图中聚合物隔膜应为阳(填“阳”或“阴”)离子交换膜.
(4)废旧磷酸铁锂电池的正极材料(主要成分为LiFePO4,难溶于水,不与强碱反应)可通过湿法回收锂和铁,其过程如下:
①碱溶.加入强碱溶液除去铝箔及其氧化物,过滤.
②酸浸.在过滤后的滤渣中加入H2SO4和H2O2的混合溶液,发生反应的离子方程式为2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43-+2H2O,得到浸出液.
③分离锂和铁.向浸出液中加碱调节溶液的pH使铁元素沉淀,当pH为2.7时,铁恰好沉淀完全(已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39当离子浓度小于l×10-5mo1•L-1时,可认为该离子沉淀完全)
 0  155815  155823  155829  155833  155839  155841  155845  155851  155853  155859  155865  155869  155871  155875  155881  155883  155889  155893  155895  155899  155901  155905  155907  155909  155910  155911  155913  155914  155915  155917  155919  155923  155925  155929  155931  155935  155941  155943  155949  155953  155955  155959  155965  155971  155973  155979  155983  155985  155991  155995  156001  156009  203614 

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