续航翻倍,永不起火?中考化学“固态电池”考点突破
[原题材料]
随着新能源汽车的快速发展,提升动力电池的能量密度与安全性成为行业核心课题。固态电池,作为下一代电池技术,正从实验室走向产业化。
传统锂电池内部填充有易燃的液态有机电解液,是热失控起火的主要诱因。固态电池的革命性在于,用不可燃的固态电解质(如硫化物固态电解质Li₃PS₄)完全取代了液态电解液,从根本上杜绝了电池因内部短路而起火爆炸的可能,实现了本质安全。
固态电池在生产与回收过程中,涉及含锂化合物的转化。例如,其关键材料之一的氢氧化锂(LiOH)是一种碱,能与空气中或系统内的二氧化碳反应,生成碳酸锂(Li₂CO₃)和水。这一性质也被考虑用于电池系统的安全防护设计。
此外,固态电解质具有极高的机械强度,能有效抑制充放电过程中锂枝晶的生长。这使得直接使用超高容量的金属锂(Li)作为负极成为可能,能量密度有望达到现有液态电池的2倍以上。近期,我国科研团队在固-固界面离子传输等关键技术上取得了突破。
【阅读与审题指导】
抓关键:圈出“固态电解质”、“本质安全”、“氢氧化锂(LiOH)”、“二氧化碳(CO₂)”、“碳酸锂(Li₂CO₃)”、“金属锂(Li)”、“高能量密度”这几个核心词。它们是理解原理和解答题目的全部依据。
【考点闯关】
依据上文,回答问题:
1.固态电池实现“本质安全”的核心是使用______取代了传统锂电池中易燃的液态电解液。
2.固态电池能使用金属锂作负极,主要得益于固态电解质能有效()。
A. 降低电池成本B. 抑制锂枝晶生长
C. 拓宽工作温度D. 提高充电速度
3.文中提到,氢氧化锂(LiOH)可用于吸收二氧化碳,反应生成碳酸锂(Li₂CO₃)和水。请写出该反应的化学方程式:______。
4.根据文中信息,下列关于固态电池的描述,不正确的是()。
A. 其能量密度远高于传统液态电池
B. 其技术难点之一是固-固界面离子传输
C. 我国科研已通过“钠离子”掺杂解决了界面问题
D. 其固态电解质不可燃,安全性高
5.固态电池有望使用的一种高容量负极材料是______。
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��今日要点小结:
1.安全核心:以不可燃的固态电解质取代液态电解液,实现本质安全。
2.性能关键:固态电解质可抑制锂枝晶,使得超高能量密度的金属锂负极得以应用。
3.知识关联:涉及含锂化合物(如LiOH)的化学性质(与CO₂反应生成盐和水)。
4.技术前沿:固-固界面离子传输是当前主要技术攻关方向。
【声明与参考】
本文所涉科技进展基于公开的行业报道与科研动态。题目设计与解析均为原创,旨在结合科技前沿与中学化学考点,服务于教学与科普。