Le batterie al litio sono composte principalmente da anodi, catodos, diaframmi, elettroliti, leganti, agenti conduttivi, linguette e materiali di imballaggio.

Amateriali del nodo

Materiali a base di silicio: principalmente nano silicio(Si) e ossido di silicio(SiOx). I due percorsi corrispondenti agli elettrodi negativi a base di silicio sono gli elettrodi negativi al silicio-carbonio e gli elettrodi negativi al silicio-ossigeno. Gli elettrodi negativi a base di silicio hanno una capacità specifica e una densità di energia specifica molto elevate. In teoria, la capacità specifica dei materiali in silicio è più di 10 volte quella dei materiali in carbonio e anche la densità di energia specifica è circa 5 volte superiore. Pertanto, gli elettrodi negativi a base di silicio sono considerati i materiali per elettrodi negativi delle batterie al litio di prossima generazione più promettenti.

Diaframma

Nella struttura delle batterie al litio, il diaframma è uno dei componenti interni chiave. Le prestazioni del diaframma determinano la struttura dell'interfaccia e la resistenza interna della batteria e influenzano direttamente la capacità, il ciclo e le prestazioni di sicurezza della batteria. Il diaframma dalle ottime prestazioni gioca un ruolo importante nel migliorare le prestazioni complessive della batteria. La funzione principale del diaframma è quella di separare gli elettrodi positivi e negativi della batteria per evitare che i due elettrodi entrino in contatto e vadano in cortocircuito. Inoltre, ha anche la funzione di consentire il passaggio degli ioni elettrolitici. Il materiale del diaframma non è conduttivo e le sue proprietà fisiche e chimiche hanno una grande influenza sulle prestazioni della batteria.

Biossido di silicio (SiO2): Silica è un comune riempitivo in polvere inorganico termicamente stabile, ampiamente utilizzato nel riempimento e nella modifica dei polimeri. Grazie alla sua ampia area superficiale specifica e alla facile generazione di un gran numero di silanoli (Si-OH), può migliorare l'idrofilicità migliorando al tempo stesso la bagnabilità dell'elettrolita del diaframma, migliorando così il li-ion prestazioni di trasmissione e prestazioni elettrochimiche della batteria. Allo stesso tempo, le particelle di SiO2 possono essere utilizzate come materiali inorganici per migliorare la resistenza meccanica del diaframma, che può impedire la continua crescita e la perforazione dei dendriti di litio dell'elettrodo negativo, prevenendo così il cortocircuito termico della batteria.

Allumina (Al2O3): l'ossido di alluminioum è abbondante in natura e ha un'eccellente inerzia chimica, stabilità termica e proprietà meccaniche. È stato utilizzato come prima generazione di materiali per diaframmi ceramici nell'industria per migliorare le prestazioni complete dei diaframmi poliolefinici. E è anche una polvere inorganica utilizzata nella modifica dei diaframmi delle batterie al litio.

Biossido di titanio (TiO2): presenta i vantaggi di non tossicità, prestazioni stabili e facile controllo della preparazione. Può migliorare la stabilità termica del diaframma e la bagnabilità dell'elettrolita e può assorbire alcune impurità degli elettroliti, il che aiuta a ridurre l'impedenza dell'interfaccia tra il diaframma e l'elettrodo. Nel frattempo, TiO2 ha una buona compatibilità con l'elettrolita, che può favorire il trasporto degli ioni di litio e migliorare la conduttività ionica del diaframma. È un materiale ideale per la modifica del diaframma in polimero organico. Inoltre, l'introduzione di TiO2 nel diaframma può ridurre lo stress tra le particelle e migliorare la stabilità della batteria.

Agente conduttivo

L'agente conduttivo è un reagente nelle batterie al litio per garantire che l'elettrodo abbia buone prestazioni di carica e scarica. Raccoglie microcorrenti tra i principi attivi e tra i principi attivi e i collettori di corrente, quindi raccoglie le microcorrenti sui collettori di corrente come fogli di alluminio e fogli di rame per formare grandi correnti, che vengono infine trasportate agli apparecchi elettrici. L'aggiunta di agenti conduttivi può ridurre la resistenza di contatto dell'elettrodo in questo modo, accelerare la velocità di movimento degli elettroni e la velocità di migrazione degli ioni di litio nel materiale dell'elettrodo e migliorare la conduttività elettronica, migliorando così l'efficienza di carica e scarica dell'elettrodo .

Nanotubi di carbonios (CNTs): L'impedenza dei CNT è solo la metà di quella del nerofumo. La bassa impedenza offre una buona conduttività, migliora la polarizzazione e migliora le prestazioni del ciclo. La quantità di nerofumo aggiunto è pari a circa il 3% del peso del materiale dell'elettrodo positivo, mentre la quantità di CNT aggiunta è solo dello 0,8%~1,5%. La bassa quantità aggiunta può far risparmiare spazio ai materiali attivi, migliorando così la densità energetica.