Les batteries au lithium sont principalement composées d'anodes, de cathodess, de diaphragmes, d'électrolytes, de liants, d'agents conducteurs, de languettes et de matériaux d'emballage.

Amatériaux du nœud

Matériaux à base de silicium : principalement nano silicium(Si) et oxyde de silicium(SiOx). Les deux voies correspondant aux électrodes négatives à base de silicium sont les électrodes négatives silicium-carbone et les électrodes négatives silicium-oxygène. Les électrodes négatives à base de silicium ont une capacité spécifique et une densité d'énergie spécifique très élevées. En théorie, la capacité spécifique des matériaux en silicium est plus de 10 fois supérieure à celle des matériaux en carbone, et la densité d'énergie spécifique est également environ 5 fois supérieure. Par conséquent, les électrodes négatives à base de silicium sont considérées comme les matériaux d’électrodes négatives pour batteries au lithium de nouvelle génération les plus prometteurs.

Diaphragme

Dans la structure des batteries au lithium, le diaphragme est l’un des composants internes clés. Les performances du diaphragme déterminent la structure de l'interface et la résistance interne de la batterie et affectent directement les performances de capacité, de cycle et de sécurité de la batterie. Le diaphragme aux excellentes performances joue un rôle important dans l’amélioration des performances globales de la batterie. La fonction principale du diaphragme est de séparer les électrodes positives et négatives de la batterie pour empêcher les deux électrodes d'entrer en contact et de court-circuiter. De plus, il a également pour fonction de laisser passer les ions électrolytes. Le matériau du diaphragme est non conducteur et ses propriétés physiques et chimiques ont une grande influence sur les performances de la batterie.

Dioxyde de silicium (SiO2) : Silice est une charge inorganique en poudre thermiquement stable, largement utilisée dans le remplissage et la modification des polymères. En raison de sa grande surface spécifique et de la génération facile d'un grand nombre de silanols (Si-OH), il peut améliorer l'hydrophilie tout en améliorant la mouillabilité électrolytique du diaphragme, améliorant ainsi le li-ion performances de transmission et performances électrochimiques de la batterie. Dans le même temps, les particules de SiO2 peuvent être utilisées comme matériaux inorganiques pour améliorer la résistance mécanique du diaphragme, ce qui peut empêcher la croissance continue et la perforation des dendrites de lithium de l'électrode négative, empêchant ainsi la batterie d'un court-circuit thermique.

Alumine (Al2O3) : l'oxyde d'aluminiumum est abondant dans la nature et possède une excellente inertie chimique, une excellente stabilité thermique et des propriétés mécaniques. Il a été utilisé comme première génération de matériaux de diaphragme en céramique dans l'industrie pour améliorer les performances globales des diaphragmes en polyoléfine. Et c'est également une poudre inorganique utilisée dans la modification des diaphragmes des batteries au lithium.

Dioxyde de titane (TiO2) : Il présente les avantages d’une non-toxicité, de performances stables et d’un contrôle facile de la préparation. Il peut améliorer la stabilité thermique du diaphragme et la mouillabilité de l'électrolyte, et peut absorber certaines impuretés électrolytes, ce qui contribue à réduire l'impédance d'interface entre le diaphragme et l'électrode. Pendant ce temps, le TiO2 présente une bonne compatibilité avec l'électrolyte, ce qui peut favoriser le transport des ions lithium et améliorer la conductivité ionique du diaphragme. C'est un matériau idéal pour la modification du diaphragme en polymère organique. De plus, l'introduction de TiO2 dans le diaphragme peut réduire les contraintes entre les particules et améliorer la stabilité de la batterie.

Agent conducteur

L'agent conducteur est un réactif dans les batteries au lithium pour garantir que l'électrode a de bonnes performances de charge et de décharge. Il collecte des microcourants entre les substances actives et entre les substances actives et les collecteurs de courant, puis collecte les microcourants sur les collecteurs de courant tels que les feuilles d'aluminium et les feuilles de cuivre pour former des courants importants, qui sont finalement transportés vers les appareils électriques. L'ajout d'agents conducteurs peut ainsi réduire la résistance de contact de l'électrode, accélérer le taux de mouvement des électrons et le taux de migration des ions lithium dans le matériau de l'électrode, et améliorer la conductivité électronique, améliorant ainsi l'efficacité de charge et de décharge de l'électrode. .

Nananotubes de carbones (CNTs): L'impédance des CNT n'est que la moitié de celle du noir de carbone. La faible impédance apporte une bonne conductivité, améliore la polarisation et améliore les performances du cycle. La quantité de noir de carbone ajoutée représente environ 3 % du poids du matériau de l'électrode positive, tandis que la quantité de NTC ajoutée est seulement de 0,8 % à 1,5 %. La faible quantité ajoutée peut économiser de l'espace pour les matériaux actifs, améliorant ainsi la densité énergétique.