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固态电池电极制备试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪种材料通常用作锂离子电池负极材料？（）

A.LiCoO2

B.LiFePO4

C.石墨

D.钛酸锂(Li4Ti5O12)

2.在固态电池电极制备中，溶胶-凝胶法的主要优势之一是？（）

A.适用于大规模生产

B.能制备超细纳米颗粒

C.通常在较低温度下进行，可减少对材料的损伤

D.设备成本非常低廉

3.电极材料理论容量主要取决于？（）

A.材料的比表面积

B.材料中可参与电荷转移的锂离子的数量

C.材料的密度

D.材料的导电性

4.涂覆法制备电极时，为了获得良好的导电网络，通常需要在集流体上预先镀覆一层？（）

A.超细活性物质粉末

B.导电剂（如SuperP,Ketjenblack）

C.聚合物粘结剂

D.薄层固态电解质

5.固态电池中，正极材料与固态电解质界面（CEI）的形成通常发生在？（）

A.电极组装完成后立即

B.首次充电过程中

C.首次放电过程中

D.电极循环稳定运行时

6.下列哪种方法不属于常用的电极结构调控技术？（）

A.控制活性物质负载量

B.调整导电剂和粘结剂的比例

C.采用模板法精确控制颗粒尺寸

D.改变固态电解质的种类

7.影响电极倍率性能的关键因素之一是？（）

A.电极的压实密度

B.活性物质颗粒的大小和形貌

C.电极的总厚度

D.集流体的材料

8.对于锂金属负极，其制备的核心挑战之一是？（）

A.容量计算复杂

B.容易形成锂枝晶，导致电池失效

C.导电性较差

D.成本过高

9.在水热法制备电极材料时，通常使用的溶剂是？（）

A.有机溶剂（如乙醇、丙酮）

B.无机溶剂（如水、DMSO）

C.气体

D.真空

10.电极的孔隙率主要影响？（）

A.电极的比表面积

B.电极的压实密度

C.电极的电子导电性和离子扩散路径

D.电极的机械强度

二、填空题（每空1分，共15分）

1.固态电池电极通常由______、______、______和集流体组成。

2.常用的锂离子电池正极材料LiFePO4属于______型结构，其理论容量为______mAh/g。

3.涂覆法制备电极时，常用的粘结剂包括______和______两大类。

4.为了提高固态电池电极的离子电导率，除了增加电极的孔隙率外，还可以通过______、______等方法改善固态电解质与电极的接触。

5.锂金属负极在固态电池中面临的主要问题是______和______。

6.电极的倍率性能是指电池在______下工作的性能。

7.SEI（SolidElectrolyteInterphase）膜是在______过程中，在锂金属负极表面自发形成的一层固态钝化膜。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述涂覆法制备固态电池电极的基本步骤。

2.阐述电极材料颗粒尺寸对电极性能的影响。

3.解释什么是电极的压实密度，并说明其影响电极性能的方面。

4.简述固态电池中电极/固态电解质界面（E/SEI）问题的主要危害。

四、论述题（10分）

结合当前固态电池研究进展，论述在固态电池电极制备过程中，如何通过调控制备工艺来改善电极与固态电解质的界面兼容性，并分析其面临的挑战和可能的解决方案。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.C

3.B

4.B

5.B

6.D

7.B

8.B

9.B

10.C

二、填空题

1.活性物质，导电剂，粘结剂

2.橄榄石，170

3.聚丙烯酸酯类（PAA），聚乙烯醇（PVA）

4.降低固态电解质的界面电阻，增加电极/固态电解质接触面积

5.形成锂枝晶，引发内部短路

6.高电流密度

7.首次锂化（或首次充电）

三、简答题

1.涂覆法制备固态电池电极的基本步骤通常包括：①将活性物质、导电剂和粘结剂与溶剂混合，形成均匀的浆料；②将浆料均匀地涂覆在集流体上；③通过干燥方法去除溶剂，得到含有活性物质和导电网络的电极薄膜；④对电极薄膜进行辊压，增加其压实密度和厚度。

2.电极材料颗粒尺寸对电