Hiện nay, pin lithium ion được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị như điện thoại, laptop, xe điện,… do có ưu điểm gọn nhẹ và có mật độ năng lượng cao. Xét một pin lithium ion có cathode làm từ LiMn2O4 và anode làm từ graphite. Giữa các lớp của graphite có các nguyên tử xâm nhập tạo thành hợp chất ion có công thức dạng LixC6. Phản ứng tổng cộng xảy ra trong pin khi phóng điện và khi nạp điện như sau: Li1-xMn2O4 + LixC6 ⇋ Li1Mn2O4 + C6 (chiều thuận phóng điện, chiều nghịch nạp điện).
a) Khi pin phóng điện, ở anode xảy ra quá trình oxi hoá LixC6 thành xLi+ và C6.
b) Số oxi hoá của Mn trong Li1-xMn2O4 thấp hơn trong Li1Mn2O4.
c) Nếu x = 0,24 thì khi phóng điện, 1 mol LixC6 cung cấp 0,04 mol electron.
d) Khi pin nạp điện, ở anode xảy ra quá trình khử LiMn2O4 thành Li1-xMn2O4 và xLi+.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng: LixC6 —> xLi+ + C6 + xe
(b) Sai, Li và Mn đều có số oxi hóa dương với tổng là 8, Li số oxi hóa +1 không đổi. Li1-xMn2O4 ít Li hơn Li1Mn2O4 nên Mn trong Li1-xMn2O4 có số oxi hóa cao hơn trong Li1Mn2O4.
(c) Sai, theo (a) khi x = 0,24 thì 1 mol LixC6 cung cấp 0,24 mol electron.
(d) Sai, khi nạp thì anode đều xảy ra quá trình oxi hóa Mn trong Li1Mn2O4 thành Mn trong Li1-xMn2O4.