题目
石墨具有完整的层状晶体结构,有利于锂离子 的脱嵌,其理论容量为m H. /G. ,充放电效率通 常在90%以上。A. 11000B. 372C. 160D. 3860
石墨具有完整的层状晶体结构,有利于锂离子 的脱嵌,其理论容量为m
- H. /
- G. ,充放电效率通 常在90%以上。
- A. 11000
- B. 372
- C. 160
- D. 3860
题目解答
答案
B
解析
本题考查锂离子电池负极材料石墨的理论容量。关键点在于理解石墨的层状结构如何促进锂离子脱嵌,以及其理论容量的计算依据。核心思路是基于石墨与锂形成的LiC₆结构,通过摩尔关系计算单位质量石墨的储锂能力。需注意区分理论值与实际值,避免混淆其他材料或单位。
理论容量计算
- 反应机制:石墨与锂反应生成LiC₆,每6个碳原子嵌入1个锂离子。
- 电化学当量:1 mol锂提供1 mol电子,对应电荷量为$96485\ \text{C/mol}$,换算为容量为:
$\frac{96485}{3.6} \approx 26801.39\ \text{mAh/mol}$ - 单位质量容量:
- 每6 mol碳嵌入1 mol锂,因此每克石墨(摩尔质量$12\ \text{g/mol}$)的容量为:
$\frac{1}{6} \times 26801.39 \div 12 \approx 372\ \text{mAh/g}$
- 每6 mol碳嵌入1 mol锂,因此每克石墨(摩尔质量$12\ \text{g/mol}$)的容量为:
选项分析
- A. 11000:远超实际值,可能混淆锂金属理论容量(若单位为mAh/g)。
- B. 372:正确,对应LiC₆结构的理论计算结果。
- C. 160:可能误将单位换算错误或材料混淆为硬碳。
- D. 3860:接近锂金属理论容量($3860\ \text{mAh/g}$),但与石墨无关。