( 0,2 ponto) Qual caracteristica fundamental do litio é a principal responsável pela alta energia específica das baterias de ion-litio?
(a) Sua alta reatividade com a água, permitindo o uso de eletrólitos aquosos seguros.
(b) Seu potencial de eletrodo, que é muito negativo, resultando em uma alta voltagem para a célula.
(c) Sua capacidade de formar uma pelicula passivadora muito espessa que impede a autodescarga.

Passo 1

O enunciado pergunta qual característica fundamental do lítio explica a alta energia específica das baterias de íon-lítio. O tema é eletroquímica de baterias, e para resolver precisamos lembrar que a energia por massa de uma célula depende da tensão que ela pode fornecer e da massa do material ativo.

Passo 2

A energia elétrica obtida por um processo eletroquímico é dada por
E=\displaystyle\int V\,dq
onde V é a diferença de potencial entre os eletrodos. Quanto mais negativo for o potencial padrão do ânodo, maior será a tensão da célula quando combinada com um cátion de potencial menos negativo. O lítio metálico tem potencial padrão de eletrodo
E^\circ_{\text{Li}^+/\text{Li}} = -3,04,V versus eletrodo padrão de hidrogênio, o que gera tensões de célula muito altas.

Passo 3

Analisando as alternativas:
(a) A alta reatividade com água faz justamente com que não se use eletrólitos aquosos em baterias de lítio, pois a água se decomporia em hidrogênio e oxigênio.
(c) A película passivadora (SEI) melhora a estabilidade e reduz autodescarga, mas não é o que confere alta energia específica.
Portanto, a característica que domina a alta energia por massa é o potencial de eletrodo muito negativo, resultando em alta voltagem para a célula.

Resposta

(b) Seu potencial de eletrodo, que é muito negativo, resultando em uma alta voltagem para a célula.

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