Question

【題目】全固態鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）．下列說法錯誤的是（　　）

A.電池工作時，正極可發生反應：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4
B.電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 g
C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性
D.電池充電時間越長，電池中的Li2S2量越多

Answer 1

【答案】D
【解析】解：A．據分析可知正極可發生反應：2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4 ， 故A正確；
B．負極反應為：Li﹣e﹣=Li+ ， 當外電路流過0.02mol電子時，消耗的鋰為0.02mol，負極減重的質量為0.02mol×7g/mol=0.14g，故B正確；
C．硫作為不導電的物質，導電性非常差，而石墨烯的特性是室溫下導電最好的材料，則石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性，故C正確；
D．充電時a為陽極，與放電時的電極反應相反，則充電時間越長，電池中的Li2S2量就會越少，故D錯誤；
故選D．
由電池反應16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）可知負極鋰失電子發生氧化反應，電極反應為：Li﹣e﹣=Li+ ， Li+移向正極，所以a是正極，發生還原反應：S8+2e﹣=S82﹣ ， S82﹣+2Li+=Li2S8 ， 3Li2S8+2Li++2e﹣=4Li2S6 ， 2Li2S6+2Li++2e﹣=3Li2S4 ， Li2S4+2Li++2e﹣=2Li2S2 ， 根據電極反應式結合電子轉移進行計算．