Hiện nay, pin lithium ion được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị như điện thoại, laptop, xe điện,... do có ưu điểm gọn nhẹ và có mật độ năng lượng cao. Xét một pin lithium ion có cathode làm từ LiMn₂O₄ và anode làm từ graphite. Giữa các lớp của graphite có các nguyên tử xâm nhập tạo thành hợp chất ion có công thức dạng LiₓC₆. Phản ứng tổng cộng xảy ra trong pin khi phóng điện và khi nạp điện như sau: Li₁₋ₓMn₂O₄ + LiₓC₆ LiMn₂O₄ + C₆.
Hiện nay, pin lithium ion được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị như điện thoại, laptop, xe điện,... do có ưu điểm gọn nhẹ và có mật độ năng lượng cao. Xét một pin lithium ion có cathode làm từ LiMn₂O₄ và anode làm từ graphite. Giữa các lớp của graphite có các nguyên tử xâm nhập tạo thành hợp chất ion có công thức dạng LiₓC₆. Phản ứng tổng cộng xảy ra trong pin khi phóng điện và khi nạp điện như sau: Li₁₋ₓMn₂O₄ + LiₓC₆ LiMn₂O₄ + C₆.
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Khi pin phóng điện, ở anode xảy ra quá trình oxi hoá LiₓC₆ thành xLi⁺ và C₆.
b)
Số oxi hoá của Mn trong Li₁₋ₓMn₂O₄ cao hơn trong LiMn₂O₄.
c)
Nếu x = 0,3 thì khi phóng điện, 1 mol LiₓC₆ cung cấp 0,3 mol electron.
d)
Khi pin nạp điện, ở anode xảy ra quá trình oxy hóa LiMn₂O₄ thành Li₁₋ₓMn₂O₄ và xLi⁺.
Đáp án chính thức: a:Đ,b:Đ,c:Đ,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Pin Li-ion: khi phóng điện, anode (Li_xC6) bị oxi hoá giải phóng Li+ và electron; khi nạp điện, phản ứng nghịch, electrode LiMn2O4 trở thành anode và bị oxi hoá. a) Đúng: khi phóng, tại anode Li_xC6 → xLi+ + C6 + xe− (oxi hoá). b) Đúng: số oxi hoá Mn trong LiMn2O4 là +3,5; trong Li1−xMn2O4 là (7+x)/2 > 3,5 với x > 0. c) Đúng: mỗi Li+ giải phóng tương ứng 1 electron, nên 1 mol Li0,3C6 cung cấp 0,3 mol electron. d) Đúng: khi nạp điện, phản ứng nghịch, tại anode xảy ra oxi hoá LiMn2O4 → Li1−xMn2O4 + xLi+ + xe−.
a) (AI giải đề cho tôi)
Khi phóng điện, anode là Li_xC6, bị oxi hoá: Li_xC6 → xLi+ + C6 + xe−.
b) (AI giải đề cho tôi)
Mn trong LiMn2O4 có số oxi hoá +3,5; trong Li1−xMn2O4 là (7+x)/2, cao hơn khi x > 0.
c) (AI giải đề cho tôi)
Mỗi Li+ tách khỏi Li_xC6 giải phóng 1 electron, nên x = 0,3 cho 0,3 mol electron mỗi mol Li_xC6.
d) (AI giải đề cho tôi)
Khi nạp điện, phản ứng chạy nghịch; tại anode xảy ra oxi hoá LiMn2O4 thành Li1−xMn2O4 và xLi+.
Pin Li-ion: khi phóng điện, anode (Li_xC6) bị oxi hoá giải phóng Li+ và electron; khi nạp điện, phản ứng nghịch, electrode LiMn2O4 trở thành anode và bị oxi hoá. a) Đúng: khi phóng, tại anode Li_xC6 → xLi+ + C6 + xe− (oxi hoá). b) Đúng: số oxi hoá Mn trong LiMn2O4 là +3,5; trong Li1−xMn2O4 là (7+x)/2 > 3,5 với x > 0. c) Đúng: mỗi Li+ giải phóng tương ứng 1 electron, nên 1 mol Li0,3C6 cung cấp 0,3 mol electron. d) Đúng: khi nạp điện, phản ứng nghịch, tại anode xảy ra oxi hoá LiMn2O4 → Li1−xMn2O4 + xLi+ + xe−.
a) (AI giải đề cho tôi)
Khi phóng điện, anode là Li_xC6, bị oxi hoá: Li_xC6 → xLi+ + C6 + xe−.
b) (AI giải đề cho tôi)
Mn trong LiMn2O4 có số oxi hoá +3,5; trong Li1−xMn2O4 là (7+x)/2, cao hơn khi x > 0.
c) (AI giải đề cho tôi)
Mỗi Li+ tách khỏi Li_xC6 giải phóng 1 electron, nên x = 0,3 cho 0,3 mol electron mỗi mol Li_xC6.
d) (AI giải đề cho tôi)
Khi nạp điện, phản ứng chạy nghịch; tại anode xảy ra oxi hoá LiMn2O4 thành Li1−xMn2O4 và xLi+.