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，其電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電極反應為:16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法正確的是

A. 電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負極材料減重0.14g

B. 電解池中加入少量硫酸增強導電性

C. 電池充電時間越長，電池中的Li2S2量越多

D. 電池工作時，負極可發生反應： 2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4

Answer 1

【答案】A

【解析】

根據電池反應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。

A.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，A正確；

B.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，但是不能加入硫酸，因為金屬鋰可以和硫酸之間反應，B錯誤；

C.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，C錯誤；

D.據分析可知正極可發生反應：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，負極上發生氧化反應，電極反應為：Li-e-=Li+，D錯誤；

故合理選項是A。