湖北今年这道高考化学题很有意思 ...
发布时间：2025-07-04
2025 年湖北高考化学卷里，一道关于 “三氟甲磺酰亚胺锂补锂机制” 的题目难住了部分高考考生。
2025年高考化学卷12题
化学命题人有心结合复旦大学团队今年2月公开火出圈的“电池注射术”技术 ，出了这看似复杂的电化学考点。
很明显国家队对补锂技术高度重视。
该题完整呈现了锂离子电池补锂技术的核心原理，涉及材料、电化学和工程应用，尤其体现了 “材料 - 反应 - 性能” 的一体化设计思路。
从电池研发角度分析这道高考化学题的知识点，总结如下：
01. 电池材料与结构
正极材料：LiFePO₄（磷酸铁锂），常见于锂离子电池，具有高安全性和稳定性。
负极材料：嵌锂石墨（Li⁺嵌入石墨层间），典型的锂离子电池负极材料。
补锂试剂：LiSO₂CF₃（三氟甲磺酰亚胺锂衍生物），通过注入电池实现失活电池的再生，且保持原结构，属于电池修复技术的关键材料。
补充：复旦大学团队还通过AI 辅助分子设计，从 240 种候选分子中筛选出这一新型锂载体，并通过实验验证其可实现电池的 “无创补锂”。
02. 电化学过程
阳极反应：[SO₂CF₃]⁻在阳极失去电子，生成 SO₂和氟代烃（如 CF₃-CF₃），反应式为：
2[SO₂CF₃]⁻ - 2e⁻ → 2SO₂↑ + CF₃-CF₃↑
该过程释放 Li⁺，补充负极的锂损失。
阴极反应：Li⁺在阴极重新嵌入石墨负极，恢复电池容量。
关键优势：补锂试剂反应后以气体形式离去，不破坏电池原有结构，解决了传统补锂需拆解电池的难题，属于电池寿命延长技术。
03. 电池研发的核心问题
锂损耗修复：针对电池循环中锂不可逆损失，通过补锂试剂定向补充 Li⁺，提升电池可逆容量。
材料稳定性：补锂过程中正极 LiFePO₄的铁元素价态不变（保持 + 2 价），避免结构破坏，体现材料设计的稳定性
环保性：副产物为 SO₂和氟代烃（无毒气体），避免传统补锂试剂的污染问题，符合绿色化学方向。
图片来源网络侵删
复旦大学团队这项成果以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》（External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries）为题，于《自然》上发表。
值得一提的是，团队成功结合AI，构建化学数据库，利用非监督机器学习，进行分子推荐和预测，成功获得了从未被报道的锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li），让AI for Science理念真正落地。
湖北高考化学出题人的用心至极，用人工智能AI筛选出的补锂试剂这一概念也在题中指明。
再跳出课本和实验室，聊聊这项新技术的实现将会为我们的生活产生什么具体的影响。
电动车开几年后续航缩水、手机电池用半年就鼓包 —— 这些让人头疼的问题，根源都在于电池里的锂元素会慢慢 “消失”。传统锂电池在充放电过程中，锂会不可逆地损耗，比如形成 SEI 膜、嵌入惰性物质等，就像手机电量永远充不满的 “电池记忆效应”。
考题中提到的三氟甲磺酰亚胺锂补锂剂的神奇之处在于 “无创修复”：不需要像传统方法那样拆解电池，只需在电池内部注入这种试剂，它就会在阳极发生反应，释放出锂离子，重新嵌入负极的石墨层里。
技术一旦普及， “买了一台能开一辈子的车”似乎真的不难实现。
（A)首次容量衰减对电池循环容量影响的示意图(B）补锂技术提高电池循环容量的示意图。图片来源网络侵删
补锂技术带来的改变也不止续航提升。
全球每年产生 5000 万吨电子垃圾，其中一半是废弃电池，而补锂技术让电池寿命延长、修复成本降低，相当于从源头减少电池废弃量。
锂资源的消耗也会大幅下降，补锂技术可让电池对原生锂的需求减少 。
你当然会觉得这些变化还很遥远，但不妨看看现在的能源产业动态。
2025 年一季度，补锂剂领域融资额暴增至，头部电池研发企业正在开足马力建厂；
工信部明确将补锂技术纳入 “十四五” 重点攻关项目，对使用补锂剂的储能项目给予每瓦时 0.3 元的补贴。
补锂技术实现将引起的电池市场变化
补锂技术出圈，不过是2025年新能源革命的一个缩影。
当我们抱怨电池不耐用时，电化学科学家正在实验室里拆解每一个原子的运动；
当我们期待更长的续航时，电池研发工程师正在产线上测试补锂工艺的落地。
希望补锂这项伟大技术得到切实应用—— 手机用得更久、电动车开得更远、电费单变得更薄，甚至连我们的地球，也会因为电池废弃变少而更绿色。
至今，2025年各省高考已出分数线，希望各位考生可以进入自己的理想院校，对电池新能源研发行业感兴趣的也可以考虑报考电化学相关专业。
也让我们共同期待，2026年会有什么颠覆性电池技术，将被纳入高考化学考纲范围呢？
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