归纳与整理多媒体教案及点评

锂电池复习教学设计

[教学目标] 1．知识目标

（1）锂电池工作原理、构成条件、电极名称的判断。

（2）电极反应方程式的书写

2、能力目标：落实双主一本教学模式，培养学生的创新思维能力。

3、德育目标：培养学生由实践到理论，再由理论指导实践的科学方法。

二、[重点与难点] 重点：锂电池工作原理。

难点：锂电池电极方程式的书写。

三、

高考中锂电池

2011福建

2014全国2 2014海南

2017全国2 2010浙江

2007年天津

2013全国1 2014天津

2015四川

LiCoO2 + C6 LiCoO2 + C6 LiCoO2 + C6 LiCoO2 + C6

Li—钢板—LiOH Li—LiMnO4—Li2SO4

Li—MnO2—LiClO4

Li—S8— Li2S8

Li—Al—FeS 充电

放电

CoO2 + LiC6

充电

放电

Li1-x CoO2 + LixC6

Li1-x CoO2 + LixC6

Li1-x CoO2 + LixC6

充电

放电

充电

放电

教学过程

四、高考题再现

题型一：普通锂电池

【问题情境1】

(2014课标全国Ⅱ)2013年3月国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的(

) A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMn2O4 === Li1-xMn2O4+xLi C.放电时,a极锂的化合价发生变化

D.放电时,溶液中Li从b向a迁移

解题技巧一：确定负极Li要求无水环境或隔绝水 失去电子 负离子流向

另一极正极（MnO2

、O2、SOCl2等

） 得到电子 阳离子流向

例如【问题情境2】

金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如下，下列说法正确的是(

) A．放电时，空气极为负极

B．放电时，电池反应为 4Li＋O2 === 2Li2O C．有机电解液可以是乙醇等无水有机物

D．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液

解析：

锂电池核心：锂单质在哪里负极在哪里

首先确定负极Li（有机电解液隔绝锂与水接触） 失去电子 负离子流向

正极O2 得到电子 阳离子流向

A.放电时，空气极为负极 解析：错误，空气为正极

B.放电时，电池反应为 4Li＋O2 === 2Li2O 解析：错误， 4Li＋O2＋2H2O === 4LiOH C.有机电解液可以是乙醇等无水有机物 解析：错误，乙醇与锂直接反应

D.在更换锂电极的同时，要更换水性电解液 解析：正确，因为水性电解液发生改变

【有关锂原电池的考点】

有关锂原电池的考点

考点1：电极判定 电极反应 电极现象 负极（失去电子） Li－e = Li－＋ +

锂电极溶解

正极（得到电子）

（MnO2

，O2, SOCl2（二氯亚硫酰）,CuO等

）

考点2：电路

（1）外电路 电子 由负极流向正极

电流 由正极流向负极

（2）内电路 阳离子 向正极运动 有膜具体问题具体分析

阴离子 向负极运动 溶液中PH等的变化

考点3：有关氧化还原反应的计算

题型二：锂离子电池

【问题情境3】

天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为 LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6 ，下列说法正确的是

放电

A．充电时，电池的负极反应为 LiC6

－ e ===Li + C6 B．放电时，电池的正极反应为 CoO2 + Li + e－ ===LiCoO2

，

C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

＋－＋

充电

该电池原理

【充电原理】

电源

负极反应（阴）：

Li＋＋C6＋e－= LiC6 正极反应（阳）：

LiCoO2－e－

=

Li＋

＋

CoO2 正极

Li

→

Li＋（脱嵌）

负极

Li＋→Li（嵌入）

【

放电原理

】

LiC6

（负极） CoO2（正极）

负极反应：LiC6

－e－ = Li＋＋C6 正极反应：CoO2＋Li＋＋e－ = LiCoO2 正极 Li＋→Li （嵌入） 负极 Li Li＋（脱嵌）

在锂离子电池的充放电过程中:锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。

像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就在摇椅两端来回运动。人们把这种电化学储能体系形象地称为“摇椅式电池”

正负极均参与反应

锂离子电池：石墨(有很多微孔能吸附锂原子) 正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等) LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)

LiMPO4(M：Fe等)

正负极材料均不参与反应

，锂镶嵌在电极材料中，没有锂单质单独存在

总结：原理太复杂，讲了多次学生会认为老师在讲违背自然规律的永动机，无法接受，看到这种题就认为是高科技懂不起，无法解题。可不可以快速解题呢？

解题技巧二：确定正负极、阴阳极

LiCoO2 + C6 放电

充电

CoO2 + LiC6 (1)

确定放电方向

(2)

标出Li移动方向：首先看放电方向，追踪同一种元素

C元素：

等式右侧，C6 处有1个 Li，

等式左侧， C6

处没有 Li Co元素：

等式右侧，CoO2

处没有 Li，

等式左侧，LiCoO2处有1个 Li 结论：LiC6 失去 Li，CoO2得到 Li +

LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6 放电

充电

Li+ （3）确定正负极：

阳离子向正极运动

，所以LiC6 是负极

LiCoO2 + C6

充电

放电

+ —

CoO2 + LiC6 （4)确定阴阳极：根据正正负负

，负变阴正变阳 阳 阴 + —

LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6 放电

充电

练习： Li7Ti5O12 +FePO4 Li4Ti5O12 + LiFePO4 （1）确定放电方向

（2）标出Li移动方向：首先看放电方向，追踪同一种元素

+

Ti元素：等式左侧， Li7Ti5O12 处有7个 Li，

等式右侧，Li4Ti5O12处有4个 Li Fe元素：等式左侧，FePO4

处没有 Li，等式右侧， LiFePO4处有1个 Li 结论： Li7Ti5O12

失去 Li，FePO4

得到Li Li7Ti5O12 +FePO4 Li4Ti5O12 + LiFePO4 Li+ （3）确定正负极：

阳离子向正极运动

，所以 Li7Ti5O12是负极

— + Li7Ti5O12 +FePO4 Li4Ti5O12 + LiFePO4 （4)确定阴阳极：根据正正负负（原电池的负极电解时接电源的负极作阴极，原电池的正极电解时接电源的正极作阳极）

，负变阴正变阳

— + 阴 阳 Li7Ti5O12 +FePO4 Li4Ti5O12 + LiFePO4 解题技巧三：电极反应秒杀

LiC6 + CoO2 LixCoO2 + Li1-x C6 （1）书写反应物、生成物，追踪同一种元素，空格写等号

CoO2 = LixCoO2 （2）把Li补充完整

+ CoO2 + x Li+ = LixCoO2 (3)

根据电荷守恒，补充电子

CoO2 + x Li+ + x e- = LixCoO2

练习充放电电极反应：LiCoO2 + C6 放电

充电

CoO2 + LiC6

电极质量

正极： CoO2 + Li+ + e- = LiCoO2 增加

负极： LiC6 —— e-

=

C6 + Li+ 减少

阳极： LiCoO2 —— e- = CoO2 + Li+ 减少

阴极：

C6 + Li+ + e- = LiC6 增加

结论：正增负减，阴盛阳衰

总结：一、普通锂电池，锂单质在哪里负极在哪里

二、锂离子电池

1、正负阴阳电极判定

（1）确定放电方向

（2）标出Li移动方向

（3）确定正负极：

阳离子向正极运动， Li移向的一极为正极

（4）确定阴阳极：根据正正负负

，负变阴正变阳 2、电极反应秒杀

（1）书写反应物、生成物，追踪同一种元素，空格写等号

（2）把Li补充完整

（3）根据电荷守恒，补充电子

3、电极质量变化规律

正增负减，阴盛阳衰

++ +