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固态电池负极材料试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）

1.下列哪种材料通常被认为是锂离子电池最理想的负极材料？（）

A.碳酸锂(Li2CO3)

B.氧化锂(Li2O)

C.单质锂(Li)

D.硫化锂(Li2S)

2.固态电池中，阻碍锂离子传输的主要因素之一是（）。

A.负极材料本身的离子电导率低

B.固态电解质的离子电导率低

C.负极/电解质界面接触不良

D.以上都是

3.硅基负极材料在锂化/脱锂过程中经历巨大的体积变化，这主要导致（）。

A.倍率性能下降

B.循环寿命缩短

C.库仑效率降低

D.以上都是

4.锂金属负极的主要安全问题包括（）。

A.活泼易燃

B.枝晶生长导致短路

C.自放电

D.以上都是

5.用于固态电池负极的金属锂，在嵌锂过程中可能形成（）。

A.LixLi2O

B.LixLi2S

C.LixLiF2

D.LixLi2O2

6.以下哪种方法不属于常用的锂金属负极表面SEI膜修饰策略？（）

A.电化学预锂化

B.使用锂盐添加剂

C.负极材料表面涂层

D.降低电解液锂离子浓度

7.“第一锂化”现象是指（）。

A.锂金属负极在嵌锂前发生的自反应

B.锂离子在固态电解质中发生迁移

C.负极材料与电解液发生副反应

D.锂枝晶的形成

8.在固态电池负极材料中，除了高容量外，通常还希望其具有（）。

A.低的首次库仑损失

B.良好的导电性

C.稳定的结构

D.以上都是

9.与传统液态锂离子电池相比，固态电池负极材料可能面临的主要挑战之一是（）。

A.容量密度较低

B.固态电解质的离子电导率限制

C.负极/电解质界面的稳定性问题

D.以上都是

10.以下哪种材料被认为是一种有潜力的固态电池负极材料？（）

A.钛酸锂(Li4Ti5O12)

B.铝酸锂(LiAlO2)

C.硫化物(如Li6PS5Cl)

D.碳化物(如Li6PS5Cl)

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）

1.固态电池负极材料在嵌锂/脱锂过程中会经历显著的变化，这对其循环寿命有重要影响。

2.锂金属负极的库仑效率理论上可达。

3.硅基负极材料理论比容量高达。

4.为了抑制锂金属负极的枝晶生长，常通过或等方法在负极表面形成一层稳定的钝化膜。

5.影响固态电池负极材料电化学性能的关键因素包括材料的能力、能力、稳定性和。

6.固态电池中，负极/电解质界面（CEI）的形成和稳定性对电池的和至关重要。

7.金属锂作为负极材料的主要优点是和高。

三、名词解释（每题3分，共12分。请给出简洁、准确的定义）

1.体积膨胀

2.SEI膜(SolidElectrolyteInterphase)

3.倍率性能

4.第一锂化

四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述锂金属负极面临的主要挑战。

2.与石墨负极相比，硅基负极材料具有哪些显著的优势和劣势？

3.解释什么是固态电池的负极/电解质界面（CEI）。

4.为了提高固态电池负极材料的循环稳定性，通常可以采取哪些策略？

五、论述题（10分。请结合所学知识，深入分析和阐述下列问题）

评述锂金属负极在固态电池中的应用前景，并分析其面临的主要科学问题和工程挑战，以及可能的解决方案。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.B

3.D

4.D

5.A

6.D

7.A

8.D

9.D

10.D

二、填空题

1.体积；循环寿命

2.100%

3.4200mAh/g

4.电化学预锂化；表面涂层

5.高容量；高倍率性能；结构稳定性；导电性

6.循环寿命；安全性

7.电压低；体积能量密度高

三、名词解释

1.体积膨胀：指固态电池负极材料在锂化（嵌入锂离子）和脱锂过程中发生显著的体积变化的现象。

2.SEI膜(SolidElectrolyteInterphase)：指在锂金属负极表面，由电解液分解或与锂金属反应形成的一层固态、绝缘或