Las baterías de litio se componen principalmente de ánodos, cátodos, diafragmas, electrolitos, aglutinantes, agentes conductores, pestañas y materiales de embalaje.

Amateriales de nodo

Materiales a base de silicio: principalmente nano silicio(Si) y óxido de silicio(SiOx). Las dos rutas correspondientes a los electrodos negativos a base de silicio son los electrodos negativos de silicio-carbono y los electrodos negativos de silicio-oxígeno. Los electrodos negativos a base de silicio tienen una capacidad específica y una densidad de energía específica muy altas. En teoría, la capacidad específica de los materiales de silicio es más de 10 veces mayor que la de los materiales de carbono, y la densidad de energía específica también es aproximadamente 5 veces mayor. Por lo tanto, los electrodos negativos a base de silicio se consideran los materiales de electrodos negativos de baterías de litio de próxima generación más prometedores.

Diafragma

En la estructura de las baterías de litio, el diafragma es uno de los componentes internos clave. El rendimiento del diafragma determina la estructura de la interfaz y la resistencia interna de la batería, y afecta directamente la capacidad, el ciclo y el rendimiento de seguridad de la batería. El diafragma con excelente rendimiento juega un papel importante en la mejora del rendimiento general de la batería. La función principal del diafragma es separar los electrodos positivo y negativo de la batería para evitar que los dos electrodos entren en contacto y produzcan cortocircuitos. Además, también tiene la función de dejar pasar los iones electrolitos. El material del diafragma no es conductor y sus propiedades físicas y químicas tienen una gran influencia en el rendimiento de la batería.

Dióxido de silicio (SiO2): sílice es un relleno en polvo inorgánico térmicamente estable común, ampliamente utilizado en el relleno y modificación de polímeros. Debido a su gran área superficial específica y a la fácil generación de una gran cantidad de silanoles (Si-OH), puede mejorar la hidrofilicidad al tiempo que mejora la humectabilidad electrolítica del diafragma, mejorando así el li-i. el rendimiento de la transmisión y el rendimiento electroquímico de la batería. Al mismo tiempo, las partículas de SiO2 se pueden utilizar como materiales inorgánicos para mejorar la resistencia mecánica del diafragma, lo que puede evitar el crecimiento continuo y la perforación de las dendritas de litio del electrodo negativo, evitando así que la batería sufra un cortocircuito térmico.

Alúmina (Al2O3): el óxido de aluminioum es abundante en la naturaleza y tiene una excelente inercia química, estabilidad térmica y propiedades mecánicas. Se ha utilizado como la primera generación de materiales de diafragma cerámico en la industria para mejorar el rendimiento integral de los diafragmas de poliolefina. Y también es un polvo inorgánico utilizado en la modificación de los diafragmas de las baterías de litio.

Dióxido de titanio (TiO2): Tiene las ventajas de no toxicidad, rendimiento estable y fácil control de la preparación. Puede mejorar la estabilidad térmica del diafragma y la humectabilidad del electrolito, y puede absorber algunas impurezas de los electrolitos, lo que ayuda a reducir la impedancia de la interfaz entre el diafragma y el electrodo. Mientras tanto, el TiO2 tiene buena compatibilidad con el electrolito, lo que puede promover el transporte de iones de litio y mejorar la conductividad iónica del diafragma. Es un material ideal de modificación de diafragma de polímero orgánico. Además, la introducción de TiO2 en el diafragma puede reducir la tensión entre las partículas y mejorar la estabilidad de la batería.

Agente conductor

El agente conductor es un reactivo en las baterías de litio para garantizar que el electrodo tenga un buen rendimiento de carga y descarga. Recoge microcorrientes entre sustancias activas y entre sustancias activas y colectores de corriente, y luego recolecta microcorrientes en colectores de corriente como láminas de aluminio y láminas de cobre para formar grandes corrientes, que finalmente se transportan a los aparatos eléctricos. La adición de agentes conductores puede reducir la resistencia de contacto del electrodo de esta manera, acelerar la tasa de movimiento de electrones y la tasa de migración de iones de litio en el material del electrodo y mejorar la conductividad electrónica, mejorando así la eficiencia de carga y descarga del electrodo. .

Nanotubo de carbonos (CNTs): La impedancia del CNT es sólo la mitad que la del negro de humo. La baja impedancia aporta buena conductividad, mejora la polarización y mejora el rendimiento del ciclo. La cantidad de negro de humo agregada es aproximadamente el 3% del peso del material del electrodo positivo, mientras que la cantidad de CNT agregada es solo del 0,8% al 1,5%. La baja cantidad de adición puede ahorrar espacio para los materiales activos, mejorando así la densidad de energía.