試題詳解

4. 現今人類所使用的各項產品中，從手機、筆記型電腦到電動車等均可看到鋰離子電池的普遍使用。鋰離子電池是屬於一種二次電池，與其他電池相比具有重量輕、高能量密度、高 電壓、無記憶效應等優點，西元 2019 年的諾貝爾化學獎即頒給對鋰離子電池研究有重大 貢獻的三位學者，此三位學者分別為 John B. Goodenough(古迪納夫)、M.Stanley Whittingham(惠廷翰)和 Akira Yoshino(吉野彰)。常見的鋰離子電池使用鋰離子嵌入石墨當 作陽極，常用的陰極材料為氧化鈷等能與鋰離子結合的氧化物，電池作用的原理是利用鋰 離子在兩極之間往返以進行充放電的工作，因此也被稱為”搖椅式電池”。此種電池在放電 時兩極的化學反應如下:
結合(式 1)與(式 2)可得到電池放電的全反應式:

 LiC₆+CoO₂→LiCoO₂+C₆ (式 3)
此反應為可逆反應，因此鋰離子電池可以反覆進行充放電的工作，下列相關敘述何者正確 ? (多重選擇題)
(A)(式 1)為放電時電池的負極所進行的半反應
(B)鋰離子電池放電時鋰離子從電池的陽極透過電池外部的導線抵達電池的陰極
(C)在放電的全反應式(式 3)中，CoO₂ 作為還原劑，其中 Co 的價數為+4 價
(D)以外加電源對鋰離子電池充電時，鋰離子會從鋰離子電池的正極返回負極
(E)鋰離子的活性很大可與水反應產生氫氣，所以鋰離子電池內部的電解質溶液不可使用 水溶液。