As baterias de lítio são compostas principalmente de ânodos, cátodoss, diafragmas, eletrólitos, ligantes, agentes condutores, abas e materiais de embalagem.

Amateriais de nó

Materiais à base de silício: principalmente nano silício(Si) e óxido de silício(SiOx). As duas rotas correspondentes aos eletrodos negativos à base de silício são eletrodos negativos de silício-carbono e eletrodos negativos de silício-oxigênio. Eletrodos negativos à base de silício têm capacidade específica e densidade de energia específica muito altas. Em teoria, a capacidade específica dos materiais de silício é mais de 10 vezes maior que a dos materiais de carbono, e a densidade de energia específica também é cerca de 5 vezes maior. Portanto, eletrodos negativos à base de silício são considerados os materiais de eletrodo negativo de bateria de lítio mais promissores da próxima geração.

Diafragma

Na estrutura das baterias de lítio, o diafragma é um dos principais componentes internos. O desempenho do diafragma determina a estrutura da interface e a resistência interna da bateria e afeta diretamente a capacidade, o ciclo e o desempenho de segurança da bateria. O diafragma com excelente desempenho desempenha um papel importante na melhoria do desempenho geral da bateria. A principal função do diafragma é separar os eletrodos positivos e negativos da bateria para evitar que os dois eletrodos entrem em contato e entrem em curto-circuito. Além disso, também tem a função de permitir a passagem de íons eletrolíticos. O material do diafragma não é condutor e suas propriedades físicas e químicas têm grande influência no desempenho da bateria.

Dióxido de silício (SiO2): Sílicalica é um enchimento em pó inorgânico termicamente estável comum, amplamente utilizado no enchimento e modificação de polímeros. Devido à sua grande área superficial específica e à fácil geração de um grande número de silanóis (Si-OH), pode melhorar a hidrofilicidade enquanto melhora a molhabilidade do eletrólito do diafragma, melhorando assim o li-ion desempenho de transmissão e o desempenho eletroquímico da bateria. Ao mesmo tempo, as partículas de SiO2 podem ser usadas como materiais inorgânicos para aumentar a resistência mecânica do diafragma, o que pode impedir o crescimento contínuo e a perfuração de dendritos de lítio do eletrodo negativo, evitando assim o curto-circuito térmico da bateria.

Alumina (Al2O3): O óxido de alumínioum é abundante na natureza e possui excelente inércia química, estabilidade térmica e propriedades mecânicas. Tem sido usado como a primeira geração de materiais de diafragma cerâmico na indústria para melhorar o desempenho abrangente dos diafragmas de poliolefina. E também é um pó inorgânico usado na modificação de diafragmas de baterias de lítio.

Dióxido de titânio (TiO2): Tem as vantagens de não toxicidade, desempenho estável e fácil controle de preparação. Pode melhorar a estabilidade térmica do diafragma e a molhabilidade do eletrólito, e pode absorver alguns eletrólitos de impureza, o que ajuda a reduzir a impedância da interface entre o diafragma e o eletrodo. Enquanto isso, o TiO2 tem boa compatibilidade com o eletrólito, o que pode promover o transporte de íons de lítio e melhorar a condutividade iônica do diafragma. É um material ideal para modificação de diafragma de polímero orgânico. Além disso, a introdução de TiO2 no diafragma pode reduzir o estresse entre as partículas e melhorar a estabilidade da bateria.

Agente condutor

O agente condutor é um reagente em baterias de lítio para garantir que o eletrodo tenha um bom desempenho de carga e descarga. Ele coleta microcorrentes entre substâncias ativas e entre substâncias ativas e coletores de corrente e, em seguida, coleta microcorrentes em coletores de corrente, como folha de alumínio e folha de cobre, para formar grandes correntes, que são finalmente transportadas para aparelhos elétricos. A adição de agentes condutores pode reduzir a resistência de contato do eletrodo desta forma, acelerar a taxa de movimento dos elétrons e a taxa de migração dos íons de lítio no material do eletrodo e melhorar a condutividade eletrônica, melhorando assim a eficiência de carga e descarga do eletrodo .

Nanotubos de carbonos (CNTs): A impedância do CNT é apenas metade da do negro de fumo. A baixa impedância traz boa condutividade, melhora a polarização e melhora o desempenho do ciclo. A quantidade de negro de fumo adicionada é de cerca de 3% do peso do material do eletrodo positivo, enquanto a quantidade de CNT adicionada é de apenas 0,8% ~ 1,5%. A baixa quantidade de adição pode economizar espaço para materiais ativos, melhorando assim a densidade de energia.