【题目】磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的循环寿命,放电时的反应为:LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4。某磷酸铁锂电池的切面如图所示,下列说法错误的是
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A.放电时有NA个电子转移,就有1 mol Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
B.隔膜在反应过程中不允许Li+通过
C.充电时电池正极上发生的反应为:LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi
D.充电时电子从电源负极流出经铜箔流入阴极材料
【答案】B
【解析】
根据磷酸铁锂电池的切面图和总反应LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4可知,铜箔为负极,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,铝箔为正极,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,内电路中阳离子移向正极,阴离子移向负极;充电时,装置为电解池,阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反,根据二次电池的工作原理结合原电池和电解池的工作原理分析回答。
A. 原电池放电时,电解质中阳离子移向正极,即Li+脱离石墨,每有NA个电子转移,就有1 mol Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极,A正确;
B. 该原电池中,负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,所以隔膜为阳离子交换膜,在反应过程中只允许Li+通过,B错误;
C. 放电时,正极反应式为Li1-xFeO4+xLi++xe-=LiFePO4,充电时,原电池的正极与外加电源正极相接,电极反应与原电池正极反应相反,即充电时电池正极上发生的反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+,C正确;
D. 充电时电子从外电源负极→阴极、阳极→电源正极,即充电时电子从电源经铜箔流入负极材料,D正确;
故合理选项是B。