2025年大學(xué)《能源化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)電池在能源領(lǐng)域的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個(gè)正確選項(xiàng)，請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)。多選、錯(cuò)選、漏選均不得分。）1.下列關(guān)于鋰離子電池工作原理的描述中，正確的是（）A.充電時(shí)，鋰離子從正極脫出，通過電解質(zhì)嵌入負(fù)極B.放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫出，通過電解質(zhì)嵌入正極C.鋰離子電池的正極材料通常為過渡金屬氧化物D.鋰離子電池的負(fù)極材料通常為石墨E.鋰離子電池的電解質(zhì)通常為含有鋰鹽的有機(jī)溶劑2.燃料電池相比于傳統(tǒng)燃料電池，具有以下哪些優(yōu)勢（）A.能量轉(zhuǎn)換效率高B.環(huán)境友好，排放物主要為水C.燃料靈活，可以使用多種燃料D.響應(yīng)速度快，可以快速啟動(dòng)和停止E.結(jié)構(gòu)緊湊，功率密度高3.下列哪些因素會(huì)影響鋰離子電池的循環(huán)壽命（）A.充放電倍率B.充放電深度C.工作溫度D.電解質(zhì)穩(wěn)定性E.正負(fù)極材料結(jié)構(gòu)4.鉛酸電池的主要缺點(diǎn)包括（）A.能量密度低B.循環(huán)壽命短C.環(huán)境污染嚴(yán)重D.成本較高E.對溫度敏感5.電池安全管理中，以下哪些措施可以有效防止電池?zé)崾Э兀ǎ〢.采用合適的電池管理系統(tǒng)（BMS）B.設(shè)置過溫保護(hù)機(jī)制C.使用高安全性的電解質(zhì)D.控制電池的充放電倍率E.定期進(jìn)行電池檢測和維護(hù)二、填空題（每空1分，共15分。）1.燃料電池的基本工作原理是______與______之間的電化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。2.鋰離子電池的電動(dòng)勢取決于______和______的電極電勢之差。3.鉛酸電池的正極活性物質(zhì)是______，負(fù)極活性物質(zhì)是______。4.電池的內(nèi)阻包括______、______和______。5.電池的庫侖效率是指______與______的比值。三、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述鋰離子電池和燃料電池在工作原理上的主要區(qū)別。2.分析鋰離子電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)。3.解釋電池“熱失控”現(xiàn)象及其可能的原因。4.闡述電池回收利用的重要性及其主要方法。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分。）1.某鋰離子電池，其正極材料為LiCoO2，負(fù)極材料為LiFePO4，已知在25℃下，LiCoO2和LiFePO4的電極電勢分別為3.92V和3.45V。計(jì)算該電池的理論電動(dòng)勢。2.一個(gè)容量為10000mAh的鋰離子電池，以5A的電流放電，求該電池的放電時(shí)間（單位：小時(shí)）。如果該電池的放電效率為90%，則實(shí)際可釋放的電量是多少（單位：mAh）？五、論述題（10分。）探討固態(tài)電池相比于傳統(tǒng)鋰離子電池的優(yōu)勢及其在未來的發(fā)展前景。試卷答案一、選擇題1.A,C,D,E2.A,B,C,D,E3.A,B,C,D,E4.A,B,C5.A,B,C,D,E二、填空題1.燃料，氧化劑2.正極，負(fù)極3.硫酸鉛，海綿狀鉛4.電極電阻，電解質(zhì)電阻，內(nèi)阻5.放電容量，充電容量三、簡答題1.解析思路：對比鋰離子電池和燃料電池的反應(yīng)物、產(chǎn)物、能量轉(zhuǎn)換方式等。*鋰離子電池：通過鋰離子的嵌入和脫出，在充放電過程中實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放，本質(zhì)上是化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。*燃料電池：直接將燃料（如氫氣）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)產(chǎn)生水或其他副產(chǎn)物。2.解析思路：分析鋰離子電池在電動(dòng)汽車應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸和市場因素。*技術(shù)瓶頸：能量密度、成本、充電速度、安全性、循環(huán)壽命等方面仍需提升。*市場因素：原材料價(jià)格波動(dòng)、供應(yīng)鏈安全、政策法規(guī)等。3.解析思路：解釋熱失控的定義，并列舉導(dǎo)致熱失控的因素。*定義：電池內(nèi)部發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，導(dǎo)致電池溫度急劇升高，甚至引發(fā)燃燒或爆炸的現(xiàn)象。*原因：過充、過放、短路、高溫、濫用（如針刺、擠壓）、電解液分解等。4.解析思路：說明電池回收利用的意義，并介紹常見的回收方法。*意義：節(jié)約資源、減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。*方法：火法冶金、濕法冶金、物理法（如破碎、分選）等。四、計(jì)算題1.解析思路：根據(jù)電池電動(dòng)勢的計(jì)算公式E=E正-E負(fù)進(jìn)行計(jì)算。*E=3.92V-3.45V=0.47V2.解析思路：放電時(shí)間=容量/電流；實(shí)際可釋放的電量=放電時(shí)間*電流*放電效率。*放電時(shí)間=10000mAh/5A=2000h*實(shí)際可釋放的電量=2000h*5A*90%=9000mAh五、論述題解析思路：從固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢角度出發(fā)，分析其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用前景。*優(yōu)勢：*高安全性：固態(tài)電解質(zhì)不易燃，可以有效防止熱失控。*高能量密度：固態(tài)電解質(zhì)可以容納更多的鋰離子，從而提高電池的能量密度。*快速充電