電池與能源材料
鋰離子電池(負極為石墨,正極為LiCoO₂)放電時,鋰離子與電子的移動,下列何者正確?
- ALi⁺經電解液由負極移向正極,電子經外部電路由負極流向正極
- BLi⁺經電解液由負極移向正極,電子經外部電路由正極流向負極
- CLi⁺經電解液由正極移向負極,電子經外部電路由負極流向正極
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正確答案:A. Li⁺經電解液由負極移向正極,電子經外部電路由負極流向正極
放電時,原本嵌入石墨層間的鋰分成 Li⁺ 與電子,離開負極。Li⁺ 在電解液(與隔離膜)中移向正極,嵌入 LiCoO₂ 的層間;電子則經外部電路同樣流向正極,並在途中作功。電子由負極流向正極,因此電流方向是由正極到負極,認為電子由正極流向負極的選項把電流方向與電子流動弄混了。認為 Li⁺ 由正極移向負極的選項把 Li⁺ 的方向與充電時弄混了;充電時以外部電源把電子推入負極,Li⁺ 也由正極回到負極。無論放電或充電,Li⁺ 與電子都朝相同方向移動,以維持兩極的電荷平衡。Li⁺ 只是在兩極之間往返,電極的骨架得以保持,因此也稱為搖椅式電池。