(2012宿州三模)锂一空气电池是备受瞩目的新一代大容量可充电电池,其放电时的工作原理如图。下列说法正确的是 ()
A.Li +由正极通过有机电解液移动到负极
B.该电池中的有机电解液也可换成水性电解液
C.该电池充电时,a 极应与外接电源正极相连
D .b 极发生还原反应,其电极反应式为
2H 2O 十O 2+4e-=4OH-
有关锂空气电池的材料
在一份新闻稿中,剑桥大学的科学家们表示,虽然他们的研究已经成功克服了锂空气电池技术中最大的障碍,但是将锂空气电池用于商业用途至少还需要10年的时间。
锂空气电池的基本化学原理十分简单。放电时,从负极出发的锂离子在正极与空气中的氧气反应,产生一种叫过氧化锂的固体产物,填充于碳电极的孔隙中。充电时,化学过程逆转,过氧化锂被分解释放氧气。
锂空气电池的原型其实在很早之前就已经被成功制造了出来,该电池的蓄电能力理论上是目前市场上锂离子电池的10倍,而由于锂金属在化学上具有极其不稳定性,实际应用时存在多个重大缺陷。如何可靠地令上述反应在许多周期内反复发生,则是该技术面临的最大挑战。
电池的反应产物过氧化锂及反应中间的产物超氧化锂都有较高的反应活性,会分解电解液,因此几个充放电循环后电池电量就会急剧下降,电池寿命较短;由于过氧化锂导电性能差,充电时很难分解,需要很高的充电电压,这还会导致分解电解液及碳电极等副作用。 放电时,过氧化锂会堵塞多孔碳电极,导致放电提前结束;充电时,锂金属负极表面会呈树枝状向正极生长,最终可能导致短路,存在安全隐患;锂金属与空气中的水蒸气、氮气、二氧化碳都会发生反应,导致负极材料消耗,最终使电池失效。