電池與能源材料

鋰最大量嵌入石墨負極時成為 LiC₆。石墨的理論電容量(以石墨質量計)最接近下列何者?設碳的原子量為12.01,法拉第常數為96485 C/mol,1 mAh = 3.6 C。

  1. A約2230 mAh/g
  2. B約339 mAh/g
  3. C約372 mAh/g
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正確答案:C. 約372 mAh/g

C₆ 1 mol(72.06 g)可嵌入 Li⁺ 1 mol 與電子1 mol,因此儲存的電量為 96485 C。單位質量的電容量為 Q = nF/(3.6M) = 1 × 96485 / (3.6 × 72.06) ≈ 372 mAh/g。約339 mAh/g 是分母使用含 Li 的 LiC₆ 質量(78.99 g/mol)的值,負極的電容量通常以不含鋰的石墨質量表示。約2230 mAh/g 是以為每1個碳原子嵌入1個鋰的錯誤。實際的石墨負極以接近理論值的約350〜360 mAh/g 使用,為了追求更大的電容量,矽等材料正在研究中。

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