新能源考試題

1、新能源試卷一、填空1,離子化合物的特點是位數(shù)配高和堆積致密。2 .決定離子晶體結(jié)構(gòu)的因素就是正、負(fù)離子電荷多少，半徑大小以及離子間的最密堆積原則。3 .氯化鈉晶體是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的面心立方格子相互滲入交錯而組成的。4 .在氟化鈣結(jié)構(gòu)中，如果陽離子和陰離子互易其位，則形成一種反螢石結(jié)構(gòu)_。5 .在離子化合物中，如果取走一個Na+,晶格中多了一個e,形成帶電的空位VNa。M原子進(jìn)入間隙位置表示為L,溶質(zhì)Ca占據(jù)了Na的位置表示為CaNa。6 .雜質(zhì)缺陷的種類分為間隙雜質(zhì)和置換雜質(zhì)。雜質(zhì)缺陷的濃度與溫度無關(guān)，只決定于溶解度。7 .自蔓延高溫合成燃燒法中，燃燒以恒定的線速逐層蔓延，其速度取決于熱

2、的發(fā)生和耗散過程。8 .沉淀法中沉淀的生成要經(jīng)歷成核、生長兩個階段。9,固體酸型質(zhì)子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中有序-無序性是決定其性質(zhì)的一個主要特征。電解質(zhì)最突出的優(yōu)點是無電子電導(dǎo)。11 .許多層狀無機硫族化合物可以同堿金屬發(fā)生可逆反應(yīng)，這樣的化合物統(tǒng)稱為嵌入化合物。12 .放電平臺時間是指在電池滿電情況下放電至某電壓的放電時間。13 .微乳液是由兩種互不相溶的液體在表面活性劑的作用下形成的液體分散體系。10. 共價鍵的特點為具有方向性和飽和性。11. CaF2晶體結(jié)構(gòu)中鈣離子占據(jù)面心立方格子各格點的位置,格子中有8個氟離子，每個氟離子被最鄰近的4個鈣離子以四面體方式配位著。被稱為立方螢石結(jié)構(gòu)。12. 金屬晶

3、體中的原子配置符合最密堆積的原理13. 原子的空間利用率常用原子堆積系數(shù)來衡量，它的表達(dá)式為：原子堆積系數(shù)七=單位晶胞內(nèi)原子體積/單位晶胞體積。14. 范德華力由以下三種力組成：取向力、誘導(dǎo)力、色散力。15. 晶體中同時產(chǎn)生一對間隙原子和空位的缺陷,稱之為Frankel（弗侖克爾）缺陷。16. Darken認(rèn)為電負(fù)性差滿足D0K時，一些自由電子被激發(fā)到導(dǎo)帶的能級中，表現(xiàn)出價帶產(chǎn)生空穴,導(dǎo)帶存在電沒你18. 溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置劃分兩類：間隙型固溶體、置換型固溶體。19. 用溶膠凝膠法制備的塊體材料具有純度高、材料成分易控制、成分多元化、均勻性好、材料形狀多樣化、且可在較低的溫度下進(jìn)性合成

4、并致密化等優(yōu)點。20. 如圖所示的加料方法在共沉淀法中被稱為順加法。21. 固體氧化物燃料電池（SOFC屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫度下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。22. 在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極一負(fù)極-正極的運動狀態(tài)。人們把這種電化學(xué)儲能體系形象地稱為“搖椅式電池”。23. 離子鍵的特點是無飽和性、無定向性，離子化合物的特性是（聞位數(shù)）高，堆積（致密）。24. 根據(jù)對理想晶體偏離的幾何位置分為四類（空位）、（間隙原子）、（雜質(zhì)原子）、（原子錯位）。25. 溶膠-凝膠法的基本原理是將無機鹽水解直接形成（溶膠）,然后

5、使溶質(zhì)集合（膠化），制成薄膜、熱處理除去（有機成分），最后得到納米微粒。26. 自蔓延高溫合成是利用化學(xué)反應(yīng)（放出）大量的熱使燃燒反應(yīng)（自發(fā)）的進(jìn)行下去、以獲得具有指定（成分）和（結(jié)構(gòu)）的產(chǎn)物。27. YSZ成本（低）、穩(wěn)定性:高）、電導(dǎo)率（低）。28. SOFCI極材料要求孔隙率（高），有適宜的（熱膨脹）系數(shù)。29. 金剛石中C原子之間以共價鍵結(jié)合，C原子發(fā)生sp3雜化。30. 離子晶體是由正、負(fù)離子以離子鍵結(jié)合起來的，離子鍵的特點是無飽和性、無定向性。31. 分子與分子之間存在著的一種弱力，稱作范德華力、它是由色散力、誘導(dǎo)力、取向力三種力組成32. 晶體缺陷與固體結(jié)構(gòu)、組成、制備工藝和材料

6、的物理性質(zhì)之間有著密不可分的關(guān)系。33. 晶體的物理缺陷是指應(yīng)變、位專工、晶粒間界、字晶面和堆垛層等。34. 固體中的缺陷按照產(chǎn)生的原因分為熱缺陷、雜質(zhì)缺陷、電荷缺陷三類。35. 鋰離子電池保持性能的最佳充電方式為淺充淺放。36. 自放電率又稱荷電保持能力，是指電池在開路狀態(tài)下，電池所儲存的電量在一定條件下的保持能力。37. 針對鋰離子電池負(fù)極材料LiFePO4導(dǎo)電性差這個問題，可以采用包覆導(dǎo)電層、離子摻雜、提高比表面積等方法來改善。38. 無機固體材料合成與制備中，沉淀法的沉淀的生成要經(jīng)歷成核、生長兩個階段。這兩個階段的相對速率決定了生成粒子的大小和形狀。39. 包覆沉淀法是一種組分為固相活

7、性基體，分散到另一組分的溶液中，使另一組分沉淀到固相組分的表面形成核-殼復(fù)合結(jié)構(gòu)，經(jīng)處理得到目標(biāo)產(chǎn)物。40. 在固體氧化物燃料電池的陽極一側(cè)持續(xù)通入燃料氣，在陰極一側(cè)持續(xù)通入氧氣或空氣。41. 目前大量應(yīng)用于SOFC的電解質(zhì)是全穩(wěn)定ZrO2陶瓷。在其中摻進(jìn)某些二價或三價金屬氧化物，目前常用YSZ是Y2O3急定ZrO2二、選擇1.下列說法錯誤的是（A）a）溶膠中，固相粒子按一定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定不能自由移動b）單相共沉淀法的缺點是適用范圍很窄，僅對有限的草酸鹽沉淀使用c）導(dǎo)致水熱反應(yīng)加劇的主要原因是水的電離常數(shù)隨水熱反應(yīng)溫度的上升而增加d）在檢驗乳液時，若想說明水是連續(xù)相，可以加入亞甲基藍(lán)2,關(guān)于固溶

8、體的基本特征，下列選項錯誤的是（D）a）溶質(zhì)和溶劑原子占據(jù)一個共同的晶體點陣，點陣的類型和溶劑的點陣類型相同b）有一定的成分范圍c）具有比較明顯的金屬性質(zhì)d）結(jié)合鍵主要是非金屬鍵3,下列晶體缺陷是化學(xué)缺陷的是（AD）A.外來原子B.應(yīng)變C.位錯D,空位4. Frankel缺陷特點有（AD）A,空位和間隙成對產(chǎn)生B,正離子空位和負(fù)離子空位成對出現(xiàn)C.晶體體積增大D,晶體密度不變5,下列說法正確的是（AQA.Cu基金屬陶瓷陽極具有催化活性低、Cu只提供電子電導(dǎo)的缺點陰層狀類鈣鈦礦陰極材料具有較差的熱穩(wěn)定性C.實驗中隨著Sr摻雜量的增加，LSM的熱膨脹系數(shù)會增大D.金屬合金連接體材料導(dǎo)電能力和抗硫化

9、能力強6,下列哪種合成方法很可能會導(dǎo)致產(chǎn)物中各元素的非化學(xué)計量性。（B）A.固相合成法B.共沉淀法C.溶膠凝膠法D.微波合成法7,下列屬于LiFePO4作為鋰離子電池正極材料優(yōu)點的是（A）A.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定B,耐過充C,擴散系數(shù)大D,電子導(dǎo)電率低8. ZnS屬于（B）,CsF屬于（A）9. A.離子晶體B,原子晶體C.分子晶體D.金屬晶體10. 下列不屬于分子晶體性質(zhì)的是（D）A.低熔點B,低硬度C,低導(dǎo)電率D,小的壓縮率11. 下列無機材料制備方法中不屬于液相法的是（A）法C.溶劑蒸發(fā)法D,微乳液法12. 下列凝膠的快速干燥法中。能得到氣凝膠的是（A）B.冷凍干燥法D.微波干燥13. 下列不屬于S

10、HS反應(yīng)類型的是（B）D,金屬間化合物14. SOF送鍵材料合成方法中不包括（D）B.沉淀法C,水熱法D.物理氣相法15. 下列有關(guān)兩種SOFC法不正確的是（D）A.氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFCK在陽極側(cè)產(chǎn)生B.質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFCK在陰極側(cè)產(chǎn)生C.氧離子導(dǎo)體SOFC然料氣具有多樣性D.質(zhì)子導(dǎo)體SOFC然料氣具有多樣性16. 下列是SOFCTO極陰極材料共有的性質(zhì)是（C）A,催化氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧負(fù)離子B.燃料氣氧化提供電化學(xué)反應(yīng)的場所C.傳遞電子D,提供氫氣等燃料通道17. 目前針對LiFePO4材料導(dǎo)電性差采取的措施中不包括（A）A.改變制備條件B.包覆導(dǎo)電層C.離子摻雜D.提高比表面積1

11、8. 下列不適合做鋰離子電池隔膜材料的是（C）A.多孔聚合物薄膜B.無紡布電解質(zhì)隔膜D.聚合物電解質(zhì)MnO2勺晶體結(jié)構(gòu)屬于下列哪種類型（B）A.螢石結(jié)構(gòu)B.金紅石結(jié)構(gòu)C.閃鋅礦結(jié)構(gòu)D.纖鋅礦結(jié)構(gòu)1.離子鍵的特點是（A）B.無飽和性，無定向性C.飽和性，定向性D.無飽和性，定向性E.飽和性，無定向性2 .下列屬于Frankel（弗倫克爾）缺陷的特點的是（A）A.晶體密度不變B.正離子空位和負(fù)離子空位成對產(chǎn)生C.晶體體積增大C.只產(chǎn)生空位或間隙3 .下列不屬于利于固溶體形成的條件是（C）A.結(jié)構(gòu)類型相同B.化學(xué)性質(zhì)相似C.體積相同D.置換質(zhì)點大小相近4 .膠凝的具體做法不包括（D）A.改變溫度B.

12、轉(zhuǎn)換溶劑C,加電解質(zhì)D,加入溶劑5 .自蔓延的主要特點不包括（AA.低溫進(jìn)行B.反應(yīng)快速C.自發(fā)進(jìn)行D.溫度梯度大6 .下列不屬于管式SOFC勺特點的是（B）A.單電池采用串，并聯(lián)方式組合在一起B(yǎng).電流通過電池的路徑較長C.電池組裝相對簡單D.可在高溫下進(jìn)行工作7 .根據(jù)產(chǎn)生缺陷的原因可將缺陷分為三類，以下不屬于的是（C）A.熱缺陷B.雜質(zhì)缺陷C.點缺陷D.電荷缺陷8 .下列說法不正確的是（D）A.沉淀法包括直接，均相，共沉淀法B.溶膠按分散液相不同可分為水溶膠和醇溶膠C,離子化合物的特點是配位數(shù)高，堆積致密D.金屬鍵的特點是飽和性和方向性9,下列關(guān)于符號Azb表述不正確的是（C）A,是常用缺

13、陷的表示方法B,下標(biāo)b表示缺陷位置C.上標(biāo)z表示有效電荷，其中?！北硎居行ж?fù)電荷D.用主要符號A表明缺陷種類19.石墨晶體內(nèi)部存在的化學(xué)鍵有（BC）A,離子鍵B,共價鍵C.范德華鍵D,氫鍵21 .金屬的密度一般較大是因為在金屬中（C）A.有自由電子B.有離域鍵C,原子的最密堆積原則D.有金屬鍵22 .雜質(zhì)缺陷的種類有（A）間隙雜質(zhì)吸附雜質(zhì)置換雜質(zhì)整比缺陷A.B.C.D.23 .固溶體按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置劃分為、兩類。（AD）A,間隙型固溶體B,連續(xù)型固溶體C,有限型固溶體D,置換型固溶體25.石墨作為鋰離子電池的負(fù)極材料，主要缺點是（A）。A,容量較低B,插入鋰體積變化大C.大倍率充放

14、電性能差D,易產(chǎn)生枝晶26.鋰離子電池的電壓高達(dá)(D)。A.B.C.D.27. 化物燃料電池（SOFC層固體氧化物（氧離子傳導(dǎo)）作為電解質(zhì)。其工作原理如右圖所示：下列關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說法正確的是（D）A.電極b為電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為O2+4e=402B.固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過C.若H作為燃料氣，則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為H+2OH4e=2+HOD.若GH4作為燃料氣，則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為GH+60212e=2CO+2H2O28. 有四種燃料電池，A.固體氧化物燃料電池，B.堿性氫氧化物燃料電池，C.質(zhì)子交換膜燃料電池，D.熔融鹽燃料電池，下面是工作原理示意圖，其中陰極反應(yīng)生

15、成水的是（C）三、判斷1 .離子晶體在低溫下不導(dǎo)電，不傳熱，但它的熔體卻可以產(chǎn)生離子導(dǎo)電。（，）2 .的容差因子t=,由此可判斷出該層狀類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的。（X）3.使用不同種類的射線輻射同一種晶體，產(chǎn)生的F心顏色可能會不同。（X）4 .形成連續(xù)固溶體，兩個組分應(yīng)具有相同的晶體結(jié)構(gòu)或化學(xué)式類似。（，）5 .濃度越大、溫度越高、放置時間越長都能促進(jìn)凝膠的形成。（X,溫度越低才對）6 .凝膠的陳化目的是提高固相網(wǎng)絡(luò)骨架的強度。（，）具有成本低、高穩(wěn)定性、高電導(dǎo)率、化學(xué)惰性等優(yōu)點。（X，低電導(dǎo)率）8 .在質(zhì)子導(dǎo)體中，BaZrO3質(zhì)子導(dǎo)體的電導(dǎo)率較高，而BaCeO的電導(dǎo)率較低。（x,正好相反）9

16、.鋰二次電池具有循環(huán)壽命高、安全性差的特點。（X,循環(huán)壽命低）10 .一般環(huán)境溫度越高，充電效率和放電效率均高。（X,充電效率低）1,離子晶體在低溫下不導(dǎo)電，也不傳熱。（，）2,只有在形成分子的過程中才會發(fā)生原子軌道的雜化，孤立原子不發(fā)生雜化。（，）3 .缺陷按照組成的化學(xué)計量比，可分為整比缺陷和非整比缺陷，但無論那種都可改變晶體的組成。（x）（整比缺陷是指單質(zhì)或整比化合物的缺陷，并不會改變晶體的組成）4 .置換型固溶體由溶劑原子代替一部分溶質(zhì)原子而占據(jù)著溶質(zhì)晶格（X）（溶質(zhì)原子代替溶劑原子）5,共沉淀法是指利用某一化學(xué)反應(yīng)使溶液中的構(gòu)晶粒子由溶液中緩慢釋放出來，緩慢均勻的發(fā)生沉淀反應(yīng)析出沉淀

17、。（x）（均相沉淀法）6.高溫高壓下水的蒸汽壓會變高，離子積變高，密度變低，粘度變低。（V）7.SOFC中，為了更好的傳導(dǎo)離子和電子，電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)必須是疏松多孔的。（x）（為防止短路，必須是致密的）8,氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFCK在陽極側(cè)生成，而質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOF置陰極側(cè)生成。（，）9,手機用的鋰離子電池存在記憶效應(yīng)，所以要等它完全放完電后在充電，且要充電完全。（X）10.充電效率是指電池在充電過程中所消耗的電能與轉(zhuǎn)化成電池儲存的化學(xué)能的量度，與時間無關(guān)。（，）1 .離子晶體在低溫下不導(dǎo)電，不傳熱，但它的熔體卻可以產(chǎn)生離子導(dǎo)電（YES2 .價鍵理論中，假如原子A和原子B各有一個未成對的電子，則

18、可相互配對構(gòu)成共價鍵（N。3 .對于實際晶體，只有部分天然的晶體是理想晶體，人工合成的都不是理想晶體（NO4 .位錯屬于化學(xué)缺陷（N。5 .固相法包括高溫固相合成法，自蔓延高溫合成法，機械合金化技術(shù)（YES6 .凝膠是具有固體特征的膠體體系（，）要求電解質(zhì)有高的離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率（x）電解質(zhì)的優(yōu)點之一是低的電子電導(dǎo)率（錯，無電子電導(dǎo)率）9 .氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFOK在陰極側(cè)生成；質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFOK在陽極側(cè)生成。（錯，反過來）10 .固體氧化物燃料電池（SOFC慮一種在高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置（錯,中高溫）1 .分子間氫鍵

19、的形成會使物質(zhì)的熔點和沸點降低，而分子內(nèi)氫鍵的形成則使物質(zhì)的熔點和沸點升高。（x）解：分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高，分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低。2 .NaCl是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的體心立方格子相互滲入交錯而形成的，每個離子周圍均有八個最鄰近的異性離子。（x）解：NaCl是面心立方格子，每個離子周圍有六個最近鄰異性離子。3 .雜質(zhì)缺陷的濃度不僅與溫度有關(guān)，也與溶解度有關(guān)。（X）解：與溫度無關(guān)4 .固溶體按照各組元原子分布的規(guī)律性分無序固溶體和有序固溶體。（，）5 .鋰離子電池的過充承受能力很強。（X）解：非常弱6 .一般情況下，電池的放電倍率越高，放電效率越低；溫度越高，放電效率越高。（，）7

20、.直接沉淀反應(yīng)具有非平衡特點，得到的納米粒子粒徑分布寬，容易團(tuán)聚，粒子的分散性也較差。（，）8 .溶膠（Sol）是具有固體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，分散的粒子大小在1100nm之間。（X）解：溶膠（Sol）是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，分散的粒子大小在1100nm之間。9 .熱處理過程是溶膠凝膠中最耗時的工序。（X）解：干燥過程是溶膠凝膠中最耗時的工序！電極材料本身首先是一種催化劑。對SOFC陽極材料，要求電子電導(dǎo)高，在還原氣氛中穩(wěn)定并保持良好透氣性。SOFC陰極材料在高溫氧氣氛環(huán)境工作，起傳遞電子和擴散氧作用，應(yīng)是多孔洞的電子導(dǎo)電性薄膜。四、簡答1

21、.簡述原子堆積系數(shù)的定義，并且求出六方密堆的堆積系數(shù)。答：原子堆積系數(shù)=單位晶胞內(nèi)原子體積/單位晶胞體積2 .簡述分子軌道理論的要點。（至少四條） .原子形成分子后，電子屬于整個分子，分子軌道由原子軌道組合而成； .全部電子都要在分子軌道上進(jìn)行分布； .電子的分布遵守三原則； .如果電子排布的結(jié)果，使系統(tǒng)的能量降低，便可成鍵，有穩(wěn)定的分子；否則，不能成鍵。3 .寫出下列缺陷或缺陷反應(yīng)式。Ca2+取代NaCa2+取代Zr4+CazrMgC2固溶在LiCl晶體中（產(chǎn)生正離子空位，生成置換型SS）CaO固溶在ZrO2晶體中（產(chǎn)生負(fù)離子空位，生成置換型SS）4 .溶劑蒸發(fā)法的優(yōu)點粒子內(nèi)各成分比例與原溶

22、液相同，且可形成多組分氧化物粉末；氧化物粒子一般為球形，流動性好；易于連續(xù)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)能力較大。5 .鈣鈦礦氧化物型質(zhì)子導(dǎo)體中質(zhì)子是如何傳遞的？答：ABO鈣鈦礦氧化物母體并不能釋放出質(zhì)子，而是由于在對母體進(jìn)行摻雜時會產(chǎn)生氧空位，這時氧化物周圍的水蒸汽或氫氣會和氧空位及電子空穴發(fā)生缺陷反應(yīng)，從而產(chǎn)生質(zhì)子，并帶動質(zhì)子的傳遞。6,簡述理想的鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)滿足的特點。大量Li+能夠快速、可逆的嵌入和脫出，以便得到高的容量密度。Li+嵌入、脫出的可逆性好，主體結(jié)構(gòu)沒有或者變化很小。Li+嵌入、脫出過程中，電極電位變化盡量小，保持電池電壓的平穩(wěn)電極材料具有良好的表面結(jié)構(gòu)，固體電解質(zhì)中間相穩(wěn)定、致密。L

23、i+在電極材料中具有較大擴散系數(shù)，變化小，便于快速充放電。1,請寫出原子堆積系數(shù)的定義公式并將下表補充完整。原子堆積系數(shù)=單位晶胞內(nèi)原子體積/單位晶胞體積StructureCNnbcc82fcc124hcp1262,請分別簡述Frankel缺陷和Schttky缺陷的特點。Frankel:空位和間隙成對產(chǎn)生；晶體密度不變。Schttky:對于離子晶體，為保持電中性，正離子空位和負(fù)離子空位成對產(chǎn)生，晶體體積增大。3.請簡述什么是沉淀法并列舉它的分類。沉淀法是指包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當(dāng)加入沉淀劑后，或在一定溫度下使溶液發(fā)生水解，得到沉淀微粉或前驅(qū)物沉淀物，經(jīng)熱分解或脫水即得到所需產(chǎn)品。沉

24、淀法分為直接沉淀法、均相沉淀法、共沉淀法、包覆沉淀法4,請簡述SOFC寸陰極材料的要求具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性空隙率高，具有多孔性電導(dǎo)率大于100S/cm化學(xué)相容性好，燒結(jié)過程中與電解質(zhì)材料無化學(xué)反應(yīng)熱匹配性好，具有合適的熱膨脹系數(shù)5.請簡述S0FC的發(fā)展方向。工作溫度低溫化燃料氣實現(xiàn)多樣化電和化學(xué)品共生電堆集成與優(yōu)化高溫發(fā)電和電解一體化5.請簡述鋰離子電池過度充放電的后果。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。1 .關(guān)于鋰離子電池（5分）。（1）請寫出至少三種常用的正極材料（3

25、分）磷酸鐵鋰/LiFePO4,鎰酸鋰/LiMn2O4/LiMnO2,鉆酸鋰/LiCoO2,銀酸鋰/LiNiO2,銀鉆鎰三元材料/LiNiCoMnO2（2）請問過度充放電對鋰電池性能的影響（2分）鋰離子電池過度充放電會對正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入；過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。2 .液相法制備納米微粒都有哪些優(yōu)點，請寫出五點（5分）。設(shè)備簡單原料容易獲得產(chǎn)物純度高產(chǎn)物均勻性好化學(xué)組成可以準(zhǔn)確控制3 .關(guān)于自蔓延高溫合成（5分）。（1）請寫出其英文簡稱及其概念（3分）SHS,利用化學(xué)反

26、應(yīng)放出的大量熱量使燃燒反應(yīng)自發(fā)的進(jìn)行下去，以獲得具有指定成分和結(jié)構(gòu)的燃燒產(chǎn)物。（2）請寫出自蔓延高溫合成法的兩種模式（2分）燃燒模式，熱爆模式。4 .用固體中的能帶理論來說明半導(dǎo)體導(dǎo)電的機理（5分）。半導(dǎo)體的禁帶寬度較窄（Eg2eV）。光照或在外電場的作用下，價帶上的電子很容易躍遷至導(dǎo)帶使價帶產(chǎn)生少數(shù)空穴，導(dǎo)帶有了少數(shù)電子，二者均未充滿電子，故能導(dǎo)電。5 .熱缺陷是離子晶體的主要缺陷。請敘述熱缺陷的分類，并簡述各個缺陷的特點（5分）。熱缺陷分為Frankel（弗倫克爾）缺陷和Schttky（肖特基）缺陷兩種。（2分）Frankel缺陷特點：空位和間隙成對產(chǎn)生；晶體密度不變。Schttky缺陷特

27、點：正離子空位和負(fù)離子空位成對產(chǎn)生；晶體體積增大。（3分）6,固體氧化物燃料電池（SOFC閃能量轉(zhuǎn)化效率較高而備受關(guān)注。請列舉出SOFC勺發(fā)展方向（5分）。工作溫度低溫化燃料氣實現(xiàn)多樣化電和化學(xué)品共生電堆集成與優(yōu)化高溫發(fā)電和電解一體化1 .石墨是由碳元素組成，它有著良好的導(dǎo)電性，試從其結(jié)構(gòu)中加以分析石墨有良好導(dǎo)電性的原因。答：石墨中C元素發(fā)生sp2雜化，第四個沒有雜化的出軌道垂直于3個sp2雜化軌道。相互靠近的碳原子中沒有雜化的pz軌道相互重疊形成兀鍵，這種兀鍵相互連接在一層碳原子的上下形成大兀鍵。由于電子在這種大兀鍵中是不定域的，故石墨有較好的導(dǎo)電性。2 .請簡述什么是熱缺陷，它有哪幾種分類

28、？答：熱缺陷是指當(dāng)晶體的溫度高于絕對0K時，由于晶格內(nèi)原子熱運動，使一部分能量較大的原子離開平衡位置造成的缺陷。它分為Frankel（弗倫克爾）缺陷和Schttky（肖特基）缺陷兩種。3 .簡述鋰離子電池的優(yōu)點。（列舉最少五條）答：輸出電壓高；能量密度高；自放電率??；快速充放電；充電效率高；安全，循環(huán)性好。4 .簡述溶膠凝膠法形成凝膠的條件。答：形成凝膠的條件：首先決定于高分子或膠粒的構(gòu)形，其次與濃度、溫度、時間等有關(guān)。濃度越大，溫度越低，放置時間的延長等都能促進(jìn)凝膠的形成。5 .如何鑒別是否為水包油乳狀液？答：加入水溶性染料如亞甲基藍(lán)，說明水是連續(xù)相。加入油溶性的染料紅色蘇丹田，說明油是不連

29、續(xù)相。五、綜述1 .金剛石和石墨都是由碳元素組成，這兩種物質(zhì)在性質(zhì)上卻有顯著的差別，試說明它們的差別并加以論述。答：金剛石是無色、透明、具有金屬光澤和高折射率的絕緣體，是最硬的一種物質(zhì)；而石墨是黑色不透明的導(dǎo)體，是最軟的物質(zhì)之一。兩者都是由碳組成，這兩種物質(zhì)性質(zhì)上的顯著差別來源于其結(jié)構(gòu)上化學(xué)鍵的差別。在金剛石結(jié)構(gòu)中，起作用的是sp3成鍵軌道，所以4個價電子均被雜化。而石墨中的雜化軌道是sp2雜化軌道，碳原子4個價電子只有3個被雜化，尚有一個pz軌道上的價電子未被雜化。石墨中的碳原子上，第四個沒有雜化的pz軌道垂直于3個sp2雜化軌道。相互靠近的碳原子中沒有雜化的pz軌道相互重疊形成兀鍵，這種兀

30、鍵相互連接在一層碳原子的上下形成大兀鍵。由于電子在這種大兀鍵中是不定域的，故石墨有較好的導(dǎo)電性。在石墨中除了(T鍵和兀鍵之外，還存在第三種類型的化學(xué)鍵，即范德華鍵。一層層的石墨靠范德華鍵維系在一起。范德華鍵是一種比較弱的鍵。因此，當(dāng)石墨與紙張等物體摩擦?xí)r，可以一層層脫落，而在紙上留下痕跡。2 .LiFePO,材料的缺點是什么，針對其中一條缺點，目前研究者們主要從哪幾個方面的措施來改善。答：LiFePQ材料存在著鋰離子的擴散系數(shù)小，電子導(dǎo)電率低等缺點，導(dǎo)致其室溫下的循環(huán)性能以及高倍充放電性能不是很好。針對LiFePQ材料導(dǎo)電性差的特點，目前研究者們主要從包覆導(dǎo)電層、離子摻雜、提高比表面積三個方面

31、來改善。包覆導(dǎo)電層，利用碳包覆，碳的加入除了能夠增強電極材料的導(dǎo)電性能外，在產(chǎn)物結(jié)晶過程中還充當(dāng)了成核劑，減小了產(chǎn)物的粒徑。此外還有聚合物包覆，RuO包覆等離子摻雜，用高價態(tài)的金屬陽離子如Mg+、Al3+、Ti4+等進(jìn)行摻雜，摻雜后產(chǎn)生的空穴表現(xiàn)比電子好得多的可移動性，材料導(dǎo)電性得到明顯提高。提高材料的比表面積，可以增大擴散界面散界面面積，同時縮短Li+在顆粒內(nèi)部的擴散路徑，從而提高活性材料的利用率，通常將材料做成納米尺寸顆?；蚋弑缺砻娣e的多孔材料來實現(xiàn)。3 .簡述以質(zhì)子導(dǎo)體和氧離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的SOFC勺工作原理；比較兩類電解質(zhì)的SOFO不同點并舉出這兩種類型的電解質(zhì)材料。(1)工作原理：質(zhì)

32、子導(dǎo)體：先在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)2H+2e,hf穿過電解質(zhì)向陰極移動，在陰極參與還原反應(yīng)2H+1/2Q+2eHQ氧離子導(dǎo)體：先在陰極發(fā)生還原反應(yīng)C2+4e-f2cL生成的d-穿過電解質(zhì)向陽極移動，在陽極參與氧化反應(yīng)H(g)+C2-fH2O(g)+2e。(2)生成水的位置不同氧離子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFQK在陽極側(cè)生成；質(zhì)子導(dǎo)體電解質(zhì)SOFOk在陰極側(cè)生成。燃料不同氧離子導(dǎo)體SOFCB料氣具有多樣性；質(zhì)子導(dǎo)體SOF6能用氫氣作為燃料。(3)質(zhì)子導(dǎo)體：固態(tài)酸型、鈣鈦礦氧化物型(BaZrO、BaCeQ氧離子導(dǎo)體：YSZScSZGDCSDCLSGIM氧化鈾基電解質(zhì)1 .固體氧化物燃料電池中氧離子導(dǎo)體的電解質(zhì)有哪

33、些？(4分)請簡述一種材料至少三種制備方法(3分)并具體介紹一種制備方法(3分)(1) YSZ,GDC,SDC,LAGM(2) GDC材料，可以用水熱法，固相合成法，檸檬酸硝酸鹽法制備。(3)檸檬酸硝酸鹽法：將兩種硝酸鹽溶解混合得到硝酸鹽溶液，加入檸檬酸攪拌得到透明溶液，繼續(xù)加熱直至燃燒可得淡黃白色粉末，最終制得GDC粉末。（8分）2,固體中的化學(xué)鍵主要有哪些？(2分)簡述各種化學(xué)鍵的特點(1)離子鍵，共價鍵，范德華力和氫鍵，金屬鍵(2)離子鍵特點：無飽和性，無定向性共價鍵：方向性和飽和性范德華力沒有方向性和飽和性，永遠(yuǎn)存在于分子和原子間，是一種吸引力，作用范圍低，最主要的是色散力作用氫鍵：是

34、一種弱作用力，有方向性和飽和性金屬鍵：沒有飽和性和方向性，有電子的離域，有鍵的球?qū)ΨQ性。3,請用簡要概述鋰離子電池的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點和典型的材料(正，負(fù)極)及選取其中一種材料在發(fā)展中面臨的問題及改進(jìn)。(10分)(1)鋰離子電池是在鋰電池的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其主要的組成部分為，正極，負(fù)極，隔膜，電解液，外殼。鋰離子電池優(yōu)點：輸出電壓高，能量密度高，自放電率小，可較快的充放電，充電效率高。安全性及循環(huán)性能較好。(2)正極為嵌鋰過渡金屬氧化物，典型材料為鉆酸鋰，鎰酸鋰，磷酸鐵鋰及一些三元復(fù)合材料等。(3)磷酸鐵鋰，相對鉆酸鋰具有更強的價格優(yōu)勢，具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性和安全性。但是也存在著鋰離子的擴散系數(shù)小，電

35、子導(dǎo)電率低等缺點，導(dǎo)致其室溫下的循環(huán)性能以及高倍充放電性能不是很好?？刹扇√及矊?dǎo)電層進(jìn)行離子摻雜提高材料的比表面積等進(jìn)行改善。負(fù)極為嵌鋰化合物，典型材料為碳(石墨)負(fù)極，金屬氧化物，鈦酸鋰等。碳負(fù)極可能在碳電極表面析出金屬鋰，與電解液反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w混合物，存在安全隱患。采取的改進(jìn)措施為尋找新型的負(fù)極材料，如容量高，充放電體積變化小，高的循環(huán)性能和使用壽命，可以快速、多循環(huán)充放電的鈦酸鋰。1、固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的.它以固體氧化錯-氧化億為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過.該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng).請問：(1)該電池是何種導(dǎo)體為電解質(zhì)的SOFC是酸性還是堿性的氫氧燃料電池？答：是氧離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的SOFC且是酸性的氫氧燃料電池(2)請寫出該電池的正極負(fù)極反應(yīng)式與總反應(yīng)式答：電池工作時的正負(fù)極反應(yīng)式分別為：正極：O2+4e-=2O2-;負(fù)極：H2-