
说它不利不对。隔膜多孔,浸满电解液,锂离子必须通过它和孔里的溶液在两极之间迁移,它是内电路通路的一部分,没有它电池断路。
说它主动促进也不对。相对纯电解液,隔膜的孔隙曲折度实际上增加了一点传导阻力,工程师要做的是把它做薄、把孔隙率做高来减小阻力。它不推离子。
准确的说法是,玻璃纤维膜在隔离防短路的前提下,被动允许锂离子通过。真正负责离子传导的是LiPF₆的有机溶液,它是离子导体。
C讲完,再说A。
有人觉得这题要真有创意,答案不该放A,A太容易。先说A为什么对。充电时a极中LiFePO₄转化为Li₁₋ᵧFePO₄和锂离子,元素化合价升高,发生氧化反应,是阳极,外接电源正极,A正确。
判断的关键是,放电时a是正极、发生还原,充电是放电的逆过程,所以充电时a极发生氧化、作阳极、接外电源正极。
说它太容易,是视角问题。教师已经看破这就是普通的锂离子电池,回头看A当然浅。但考生要先从NiₓPᵧ@C-CNT这串陌生名词里还原出这是常规锂电,再判断a极在充放电下的角色,这一步不会自动发生。
从命题技术看,A是梯度设计的送分点,区分度主要落在B、C、D上。答案放A不等于没创意。这题的创意官方自己给了定位,以碳纳米管负载碳包覆NiₓPᵧ的锂离子电池为载体,学生须在陌生情境中完成熟悉的建模。创新只在外壳,内核还是标准的锂离子电池模型。剥掉纳米材料、最新成果、提高寿命这层包装,就是LiFePO₄正极加负极,加LiPF₆电解液,加隔膜的普通电池。四个选项没有一个是真要学生懂NiₓPᵧ是什么。
最后说B,它的考点和C一样,落在判断上。
B给的是3yLi⁺ + NiₓPᵧ + 3ye⁻ = yLi₃P + xNi,标注为放电时b极的电极反应。
不少老师担心,带x、y系数,学生写不出来怎么办。这种担心是多余的,这是选择题,不是填空题。
官方判B错,用的完全不是配平。放电时a极发生还原、是正极,所以b极是负极,发生失电子的氧化反应。选项给的是得电子的还原反应,对应的是充电时b极的反应。方向反了。
学生要做的只有两步。先判断工况,放电时a是正极、发生还原,所以b是负极、发生氧化、失电子。再核对式子,选项里3ye⁻写在左边,也就是反应物那一侧,等于得电子,等于还原,等于充电时b极的反应,方向反了,错。
而且这个式子原子和电荷都是守恒的,学生要是闷头去检查配平,反而查不出错,只有判断方向才能快速排除。
这带出一个判断。在选择题里,电极反应式重在判断方向和工况,书写不是重点。学生拿现成的式子去跟装置图、跟放电是原电池、负极氧化这一原理对表就行。
但书写训练不能因此取消。书写是工艺流程题和原理综合题的刚需,不能因为这道选择题就放松。把选择题的解题策略和平时的能力训练混在一起,就走偏了。
最后想说一点。围绕C,研讨里冒出过不需要迁移、电解液当电极这类说法。用它们去反驳C,结论对了,推理链错了。学生要是记住不需要离子迁移,下一道考盐桥、考锂离子向哪一极移动的题必错。
结论对不等于论据对。官方对C的判据只有一句,性质和主要作用之分。对B的判据也只有一句,放电b应失电子、选项写得电子。这两条判据都不绕,直接对着课本上的规矩。内电路靠离子,外电路靠电子,缺一不成回路,这类方向题靠的就是这一条。教研里争观点没问题,可每个判断都得能跟教材对得上。