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专题41 化学电源——可充电电池
考点
十年考情（2015-2024）
命题趋势
考点1 水系介
质充电电池
2024·全国甲卷、2024·安徽卷、2023•辽宁
省选择性考试、2023•全国新课标卷、
2022•福建卷、2022•辽宁省选择性卷、
2022•广东选择性卷、2021•浙江1 月卷、
2021•湖南选择性卷、2020•新课标Ⅰ卷、
2019• 天津卷、2016•新课标Ⅲ卷
新型化学电源是高考中每年必考的知识
点，随着全球能源逐渐枯竭，研发、推
广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的
新型电源成为科学家研究的重点方向之
一，也成了高考的高频考点。充电电池
的充放电循环可达数千次到上万次，由
于该类试题题材广、信息新、陌生度
大，因此许多考生感觉难度大。虽然该
类试题貌似新颖，但应用的解题原理还
是原电池的知识，只要细心分析，实际
上得分相对比较容易。
考点2 非水系
介质充电电池
2024·河北卷、2023•全国乙卷、2022•全国
乙卷、2021•浙江6 月卷、2021•辽宁选择
性考试、2019•新课标Ⅲ卷、2018•新课标
Ⅱ卷、2018•新课标Ⅲ卷、2016•四川卷
考点1 水系介质充电电池
1．(2024·全国甲卷，6，3 分)科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn 可充电电池(如图所示)。电池工
作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH 和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是( )
A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移
B．充电时，会发生反应Zn+2MnO2=ZnMn2O4
C．放电时，正极反应有MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
D．放电时，Zn 电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH
【答案】C
1
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【解析】Zn 具有比较强的还原性，MnO2具有比较强的氧化性，自发的氧化还原反应发生在Zn 与
MnO2之间，所以MnO2电极为正极，Zn 电极为负极，则充电时MnO2电极为阳极、Zn 电极为阴极。A 项，
充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A 不正确；B 项，放电时，
负极的电极反应为Zn-2e-=Zn2＋，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn 元素化合价应降低，而
选项中Zn 元素化合价升高，B 不正确；C 项，放电时MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH 和少量
ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应是MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，C 正确；D 项，放电时，Zn 电
极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol 电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-
=MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH 生成，则生成MnOOH 的物质的量为0.020mol，但是正极上
还有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH 的物质的量小于0.020mol，D 不正确；故选C。
2．(2024·安徽卷，11，3 分)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。该电池分别以Zn-
TCPP (局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn 为电极，以ZnSO4和KI 混合液为电解质溶液。
下列说法错误的是( )
A．标注框内所示结构中存在共价键和配位键
B．电池总反应为：I3
-+Zn
Zn2++3I-
C．充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zn-TCPP
D 放电时，消耗0.65 g Zn，理论上转移0.02 mol 电子
【答案】C
【解析】由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌、正极是超分子材料；负极的电极反应式为
Zn-2e-=Zn2＋，则充电时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2++2e-=Zn；正极上发生3I3
-+2e-=3I-，则充电时，
该电极为阳极，电极反应式为3I--2e-=I3
-。A 项，标注框内所示结构属于配合物，配位体中存在碳碳单键、
碳碳双键、碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等多种共价键，还有由N 提供孤电子对、Zn2+提供空轨道形成的
配位键，A 正确；B 项，该电池总反应为I3
-+Zn
Zn2++3I-，B 正确；C 项，充电时，阴极电极反应式为
Zn2++2e-=Zn，被还原的Zn2+主要来自电解质溶液，C 错误；D 项，放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-
=Zn2＋，因此消耗0.65 g Zn(物质的量为0.01mol)，理论上转移0.02 mol 电子，D 正确；故选C。
3．(2023•辽宁省选择性考试，11)某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是( )
2
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A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧
通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：Pb+SO4
2-+2Fe3+=PbSO4+2Fe2+
【答案】B
【解析】该储能电池放电时，Pb 为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，
正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4 电极为阴极，
PbSO4得电子生成Pb 和硫酸。A 项，放电时负极上Pb 失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，
负极质量增大，A 错误；B 项，储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B 正确；C 项，放
电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C 错误；D
项，充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb+SO4
2-+2Fe3+，D 错误；故选B。
4．(2023•全国新课标卷，10)一种以V2O5和Zn 为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意
图如下所示。放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O。下列说法错误的是( )
A．放电时V2O5为正极
B．放电时Zn2+由负极向正极迁移
C．充电总反应：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O
D．充电阳极反应：ZnxV2O5·nH2O-2xe- =xZn2++V2O5+nH2O
【答案】C
【解析】由题中信息可知，该电池中Zn 为负极、V2O5为正极，电池的总反应为
xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O。A 项，由题信息可知，放电时，Zn2+可插入V2O5层间形成ZnxV2O5·nH2O，
V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A 正确；B 项，Zn 为负极，放电时Zn 失去电子变为Zn2+，
阳离子向正极迁移，则放电时Zn2+由负极向正极迁移，B 正确；C 项，电池在放电时的总反应为
xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5·nH2O，则其在充电时的总反应为ZnxV2O5·nH2O=xZn+V2O5+nH2O，C 不正确；D 项，
充电阳极上ZnxV2O5·nH2O 被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为ZnxV2O5·nH2O-2xe- =xZn2++V2O5+nH2O，D 正
3
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确；故选C。
5．(2022•福建卷，9)一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为KOH 和Zn(CH3COO)2水溶液。
将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说
法正确的是( )
A．化学自充电时，c(OH―)增大
B．化学自充电时，电能转化为化学能
C．化学自充电时，锌电极反应式：Zn2++2e-=Zn
D．放电时，外电路通过
电子，正极材料损耗
【答案】A
【解析】A 项，由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，c(OH―)增大，故
A 正确；B 项，化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B
错误；C 项，由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C
错误；D 项，放电时，1mol
转化为
，消
耗2mol K+，外电路通过0.02 mol 电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol
=0.78g，故D 错误；故选A。
6．(2022•辽宁省选择性卷，14)某储能电池原理如图。下列说法正确的是( )
4
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A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+
B．放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C．放电时每转移1 mol 电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D．充电过程中，NaCl 溶液浓度增大
【答案】A
【解析】放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+，正极反应：Cl2+2e-=2Cl-，消耗氯气，
放电时，阴离子移向负极，充电时阳极：2Cl--2e-=Cl2，由此解析。A 项，放电时负极失电子，发生氧化反
应，电极反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+，故A 正确；B 项，放电时，阴离子移向负极，放电时
Cl-透过多孔活性炭电极向NaCl 中迁移，故B 错误；C 项，放电时每转移1 mol 电子，正极：Cl2+2e-=2Cl-，
理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，故C 错误；D 项，充电过程中，阳极：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯离子，NaCl 溶液
浓度减小，故D 错误；故选A。
7．(2022•广东选择性卷，16)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯
流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a 的反应为：NaTi2（PO4）3+2Na++2e-= Na3Ti2（PO4）3。下列说
法正确的是( )
A．充电时电极b 是阴极
B．放电时NaCl 溶液的
减小
C．放电时NaCl 溶液的浓度增大
D．每生成1molCl2，电极a 质量理论上增加23g
【答案】C
【解析】A 项，由充电时电极a 的反应可知，充电时电极a 发生还原反应，所以电极a 是阴极，则电
极b 是阳极，故A 错误；B 项，放电时电极反应和充电时相反，则由放电时电极a 的反应为Na3Ti2（PO4）
5
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3-2e-= NaTi2（PO4）3+2Na+可知，NaCl 溶液的pH 不变，故B 错误；C 项，放电时负极反应为Na3Ti2
（PO4）3-2e-= NaTi2（PO4）3+2Na+，正极反应为Cl2+2e-=2Cl-，反应后Na+和Cl-浓度都增大，则放电时
NaCl 溶液的浓度增大，故C 正确；D 项，充电时阳极反应为2Cl- -2e-= Cl2↑，阴极反应为NaTi2（PO4）
3+2Na++2e-= Na3Ti2（PO4）3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a 质量理论上增加23g/mol
2mol=46g，故D 错误；故选C。
8．(2021•浙江1 月卷，22)镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，
a、b 为直流电源的两极)。
下列说法不正确的是( )
A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能
B．断开K1、合上K2，电极A 为阴极，发生还原反应
C．电极B 发生氧化反应过程中，溶液中KOH 浓度不变
D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O
Ca(OH)2+2Ni(OH)2
【答案】C
【解析】根据图示，电极A 充电时为阴极，则放电时电极A 为负极，负极上Cd 失电子发生氧化反应
生成Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B 充电时为阳极，则放电时电极B 为正极，正
极上NiOOH 得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电
时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。A 项，断开K2、合上K1，为放电过程，镍镉电池能量
转化形式：化学能→电能，A 正确；B 项，断开K1、合上K2，为充电过程，电极A 与直流电源的负极相连，
电极A 为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B 正确；C 项，电极B 发生氧化反
应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，则电极A 发生还原反应的电极反应式为
Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，此时为充电过程，总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH)2
Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中
KOH 浓度减小，C 错误；D 项，根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍
镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2，D 正确；故选C。
9．(2021•湖南选择性卷，10)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储
能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：
6
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下列说法错误的是( )
A．放电时，N 极为正极
B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小
C．充电时，M 极的电极反应式为Zn2++2e﹣═Zn
D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】锌溴液流电池总反应为：Zn+Br2═ZnBr2，其中N 为正极，发生还原反应，电极反应方程式为
Br2+2e﹣＝2Br﹣，M 为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为Zn
2e
﹣
﹣＝Zn2+，放电过程中，左侧
Zn2+流向右侧，左侧ZnBr2的浓度不断减少，充电过程中，发生反应ZnBr2
Zn+Br2。A 项，依据分析
可知，N 为正极，故A 正确；B 项，放电时，左侧为负极，发生氧化反应，电极反应方程式为Zn
2e
﹣
﹣＝
Zn2+，左侧生成的Zn2+流向右侧，故左侧ZnBr2的浓度不变，右侧ZnBr2的浓度变大，故B 错误；C 项，.
放电时，M 为负极，充电时，M 及为阴极，发生还原反应，电极反应式为Zn2++2e﹣═Zn，故C 正确；D 项，
中间沉积锌位置的作用为提供电解液，故其隔膜既可以允许阳离子通过，也允许阴离子通过，故D 正确；
故选B。
10．(2020•新课标Ⅰ卷，12)科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极
为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提
供了一种新途径。
下列说法错误的是( )
7
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A．放电时，负极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)4
2+
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)4
2+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2O
D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【解析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，
左侧电极为负极，Zn 发生氧化反应生成Zn(OH)4
2+；充电时，右侧为阳极，H2O 发生氧化反应生成O2，左
侧为阴极，Zn(OH)4
2+发生还原反应生成Zn。A 项，放电时，负极上Zn 发生氧化反应，电极反应式为：
Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)4
2+，故A 正确，不选；B 项，放电时，CO2转化为HCOOH，C 元素化合价降低2，则
1molCO2转化为HCOOH 时，转移电子数为2mol，故B 正确，不选；C 项，充电时，阳极上H2O 转化为
O2，负极上Zn(OH)4
2+转化为Zn，电池总反应为：2Zn(OH)4
2+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2O，故C 正确，不选；D
项，充电时，正极即为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，溶液中H+浓度增大，溶液中
c(H+)•c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D 错误，符合题意；故选D。
11．(2019• 天津卷，6)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如
下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。分析错误的是( )
A． 放电时，a 电极反应为I2Br－+2e－=2I－+Br－
B． 放电时，溶液中离子的数目增大
C． 充电时，b 电极每增重
，溶液中有
被氧化
D． 充电时，a 电极接外电源负极
【答案】D
【解析】A 项，放电时，a 电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br－+2e－=2I－+Br－，故
A 正确；B 项，放电时，正极反应式为I2Br－+2e－=2I－+Br－，溶液中离子数目增大，故B 正确；C 项，充电
时，b 电极反应式为Zn2＋+2e－=Zn，每增加0.65g，转移0.02mol 电子，阳极反应式为Br－+2I－-2e－=I2Br－，
有0.02molI－失电子被氧化，故C 正确；D 项，充电时，a 是阳极，应与外电源的正极相连，故D 错误；故
选D。
12．(2016•新课标Ⅲ卷，)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为
−
KOH 溶液，
反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)4
2－。下列说法正确的是( )
A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动
8
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B．充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)4
2－
D．放电时，电路中通过2mol 电子，消耗氧气22.4L(标准状况)
【答案】C
【解析】A 项，充电时阳离子向阴极移动，故错误；B 项，放电时总反应为：
2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4，，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的c(OH-)增大，故错误；C 项，
放电时，锌在负极失去电子，故正确；D 项，标准状况下22.4L 氧气的物质的量为1mol，对应转移4mol 电
子，故错误。
考点2 非水系介质充电电池
1．(2024·河北卷，13，3 分)我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为
电解质，电解液中加入1，3-丙二胺(
)以捕获CO2，使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该设计克服了
MgCO3导电性差和释放CO2能力差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。
下列说法错误的是( )
A．放电时，电池总反应为Mg+2CO2= MgC2O4
B．充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C．充电时，电子由Mg 电极流向阳极，Mg2+向阴极迁移
D．放电时，每转移1mol 电子，理论上可转化1mol CO2
【答案】C
【解析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4 价降低为+3 价，发生还原反应，所以放电时，
多孔碳纳米管电极为正极、Mg 电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg 电极为阴极：
电极
过程
电极反应式
Mg 电极
放电
Mg-2e-=Mg2+
充电
Mg2++2e-= Mg
多孔碳纳米管电极
放电
Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4
充电
MgC2O4-2e-= Mg2++2CO2↑
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A 项，放电时正极反应式为Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4、负极反应式为Mg-2e-=Mg2+，将放电时正、负电
极反应式相加，可得放电时电池总反应：Mg+2CO2= MgC2O4，A 正确；B 项，充电时，多孔碳纳米管电极
上发生失电子的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极连接，B 正确；C 项，充电时，
Mg 电极为阴极，电子从电源负极经外电路流向Mg 电极，同时Mg2+向阴极迁移，C 错误；D 项，根据放电
时的电极反应式Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4可知，每转移2mol 电子，有2mol CO2参与反应，因此每转移
1mol 电子，理论上可转化1mol CO2，D 正确；故选C。
2．(2023•全国乙卷，12)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-
硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸
作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：
S8+e-→
S
，
S
+e-→S
，2Na++
S
+2(1-
)e-
→Na2Sx
下列叙述错误的是( )
A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B．放电时外电路电子流动的方向是a→b
C．放电时正极反应为：2Na++
S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【答案】A
【解析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。A 项，充电
时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A 错误；B 项，放
电时Na 在a 电极失去电子，失去的电子经外电路流向b 电极，硫黄粉在b 电极上得电子与a 电极释放出的
Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B 正确；C 项，由题给的的一系列方程式相加可以得到
放电时正极的反应式为2Na++
S8+2e-→Na2Sx，C 正确；D 项，炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好
的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D 正确；故选A。
3．(2022•全国乙卷，12) Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学
家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+)，驱动阴极反应
(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( )
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A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D．放电时，正极发生反应O2+2Li++2e-=Li2O2
【答案】C
【解析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应
(Li2O2+2h+=2Li++O2)，则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li 电极为阴极，光催化电
极为阳极；则放电时金属Li 电极为负极，光催化电极为正极。A 项，光照时，光催化电极产生电子和空穴，
驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电，结合阴极反应和阳极反应，充电时电池的总反应为
Li2O2=2Li+O2，A 正确；充电时，光照光催化电极产生电子和空穴，阴极反应与电子有关，阳极反应与空
穴有关，故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B 正确；C 项，放电时，金属Li 电极为负极，光催
化电极为正极，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，C 错误；D 项，放电时总反应为2Li+O2=Li2O2，正
极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2，D 正确；故选C。
4．(2021•浙江6 月卷，22)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A 为非晶硅薄膜，充电
时Li+得电子成为Li 嵌入该薄膜材料中；电极B 为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
( )
A．充电时，集流体A 与外接电源的负极相连
B．放电时，外电路通过a mol 电子时，LiPON 薄膜电解质损失a mol Li+
C．放电时，电极B 为正极，反应可表示为Li1- xCoO2+ xLi+xe-= LiCoO2
D．电池总反应可表示为Li xSi+Li1- xCoO2
Si+LiCoO2
【答案】B
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【解析】由题中信息可知，该电池充电时Li+得电子成为Li 嵌入电极A 中，可知电极A 在充电时作阴
极，故其在放电时作电池的负极，而电极B 是电池的正极。A 项，由图可知，集流体A 与电极A 相连，充
电时电极A 作阴极，故充电时集流体A 与外接电源的负极相连，A 正确；B 项，放电时，外电路通过a
mol 电子时，内电路中有a mol Li+通过LiPON 薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON 薄膜电解质没有
损失Li+，B 不正确；C 项，放电时，电极B 为正极，发生还原反应，反应可表示为Li1- xCoO2+ xLi+xe-=
LiCoO2，C 正确；D 项，电池放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的锂失去电子变成Li+，正极上Li1- xCoO2得到
电子和Li+变为LiCoO2，故电池总反应可表示为Li xSi+Li1- xCoO2
Si+LiCoO2，D 正确。故选B。
5．(2021•辽宁选择性考试，10)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正
确的是( )
A．放电时，M 电极反应为
B．放电时，Li+由M 电极向N 电极移动
C．充电时，M 电极的质量减小
D．充电时，N 电极反应为Li3Bi+3e-=3Li++Bi
【答案】B
【解析】由题干信息可知，放电时，M 极由于Li 比Ni 更活泼，也比N 极上的Sb、Bi、Sn 更活泼，故
M 极作负极，电极反应为：Li-e-=Li+，N 极为正极，电极反应为：3Li++3e-+Bi=Li3Bi。A 项，放电时，M 电
极反应为Li-e-=Li+，A 错误；B 项，放电时，M 极为负极，N 极为正极，故Li+由M 电极向N 电极移动，B
正确；C 项，由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程，M 电极的电极
反应为：Li++e-= Li，故电极质量增大，C 错误；D 项，由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极
上发生的反应互为逆过程，充电时，N 电极反应为Li3Bi-3e-=3Li++Bi，D 错误；故选B。
6．(2019•新课标Ⅲ卷，13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D−Zn)
可以高效沉积ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH 二次电池，结构如下图所示。电
池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)
ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是( )
A． 三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，所沉积的ZnO 分散度高
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B． 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH−(aq)−e−=NiOOH(s)+H2O(l)
C． 放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−=ZnO(s)+H2O(l)
D． 放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区
【答案】D
【解析】A 项，三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO 分散度高，A 正
确；B 项，充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去
电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－＝NiOOH(s)＋H2O(l)，B 正确；C 项，放电时
相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－
＝ZnO(s)＋H2O(l)，C 正确；D 项，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH－
通过隔膜从正极区移向负极区，D 错误。故选D。
7．(2018•新课标Ⅱ卷，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4
溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na
2Na2CO3+C。下列说法错误的是( )
A．放电时，ClO4
－向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为：3CO2+4e− ＝2CO3
2－+C
D．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na
【答案】D
【解析】A 项，放电时是原电池，阴离子ClO4
－向负极移动，A 正确；B 项，电池的总反应为3CO2+4Na
2Na2CO3+C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B 正确；C 项，放电时是原电池，正极是二氧
化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e−＝2CO3
2－+C，C 正确；D 项，充电时是电解，正极与电源的正
极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO3
2－+C－4e−＝3CO2，D 错误。
8．(2018•新课标Ⅲ卷，11)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料
电极处生成Li2O2-x(x=0 或1)。下列说法正确的是( )
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A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+(1－x/2)O2
【答案】D
【解析】A 项，题目叙述为：放电时，O2与Li+在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li+向多孔碳电极移
动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，A 错误；B 项，因为多孔碳电极为正极，外电路电子
应该由锂电极流向多孔碳电极(由负极流向正极)，B 错误；C 项，充电和放电时电池中离子的移动方向应该
相反，放电时，Li+向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，C 错误；D 项，根据图示和上述分析，电池
的正极反应应该是O2与Li+得电子转化为Li2O2-X，电池的负极反应应该是单质Li 失电子转化为Li+，所以总
反应为：2Li + (1－x/2)O2 ＝ Li2O2-X，充电的反应与放电的反应相反，所以为Li2O2-X ＝ 2Li + (1－x/2)O2，
选项D 正确。
9．(2016•四川卷，5)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-
xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6
C．充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+
【答案】C
【解析】A 项，放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B 项，放电时，负极失去电子，故
正确；C 项，充电时，若转移1 mol 电子，则石墨电极上溶解1/x mol C6，电极质量减少，故错误；D 项，
充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，故正确。
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