109 學年度學科能力測驗自然考科 第 60 題

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西元2019年,諾貝爾化學獎頒給對鋰離子電池研究有重大貢獻的學者,鋰離子電池作用原理是利用鋰離子在兩電極之間的移動來充放電能。常見的鋰離子電池使用鋰離子嵌入石墨當作陽極,石墨的二維多層結構有助於與鋰離子結合以及移動,因此可作為電池之陽極材料,在放電時其化學反應如下(\mathrm{C_6}表示每六個碳原子可以嵌入一個鋰離子):

\mathrm{LiC_6\rightleftharpoons C_6+Li^{+}+e^{-}} (式1)

常用的陰極材料為氧化鈷等能與鋰離子結合的氧化物,在放電時其化學反應為:

\mathrm{CoO_2+Li^{+}+e^{-}\rightleftharpoons LiCoO_2} (式2)

結合式1與式2,放電時電池總反應為:

\mathrm{CoO_2+LiC_6\rightleftharpoons LiCoO_2+C_6} (式3)

此反應在正常操作下為可逆反應,因此鋰離子電池可以反覆充放電。下列敘述哪些正確?(應選2項)

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