リチウム電池は主に、アノード、カソード、、隔膜、電解質、バインダー、導電剤、タブ、および包装材料で構成されています。

Aノードマテリアル

シリコンベースの材料: 主にナノシリコン(Si)および酸化シリコン(SiOx)。シリコン系負極に対応するルートは、シリコン−炭素負極とシリコン−酸素負極の２つである。シリコンベースの負極は、非常に高い比容量と比エネルギー密度を持っています。理論上、シリコン材料の比容量は炭素材料の10倍以上、比エネルギー密度も約5倍高くなります。したがって、シリコン系負極は、最も有望な次世代リチウム電池負極材料であると考えられている[22]。

ダイヤフラム

リチウム電池の構造において、隔膜は重要な内部部品の 1 つです。ダイヤフラムの性能は、バッテリーの界面構造と内部抵抗を決定し、バッテリーの容量、サイクル、安全性能に直接影響します。優れた性能を備えたダイヤフラムは、バッテリー全体の性能向上に重要な役割を果たします。隔膜の主な機能は、バッテリーの正極と負極を分離し、2 つの電極の接触や短絡を防ぐことです。また、電解質イオンを通過させる働きもあります。ダイヤフラムの材料は非導電性であり、その物理的および化学的特性はバッテリーの性能に大きな影響を与えます。

二酸化ケイ素（ＳｉＯ ２ ）：Ｓｉ ４２ リカは一般的な熱安定性無機粉末充填剤であり、ポリマーの充填および改質に広く使用されています。比表面積が大きく、多量のシラノール（Si-OH）が生成しやすいため、ダイヤフラムの電解液濡れ性を向上させながら親水性を向上させることができ、それによりリチウムオンが向上します。伝送性能とバッテリーの電気化学的性能。同時に、SiO2 粒子を無機材料として使用して隔膜の機械的強度を高めることができ、これにより負極リチウム樹枝状結晶の継続的な成長と穿孔を防ぐことができ、それによって電池の熱短絡を防ぐことができます [46]。

アルミナ (Al2O3): アルミニウム酸化物は自然界に豊富に存在し、優れた化学的不活性性、熱安定性、および機械的特性を備えています。これは、ポリオレフィンダイヤフラムの総合的な性能を向上させるために、業界における第一世代のセラミックダイヤフラム材料として使用されています。 そしてまた、リチウム電池の隔膜の改質に使用される無機粉末でもあります。

二酸化チタン (TiO2): 無毒性、安定した性能、および調製の容易な制御という利点があります。ダイヤフラムの熱安定性と電解液の湿潤性を向上させることができ、不純物電解液の一部を吸収できるため、ダイヤフラムと電極間の界面インピーダンスの低減に役立ちます。 一方、TiO2は電解質との適合性が良好であり、リチウムイオンの輸送を促進し、隔膜のイオン伝導性を向上させることができる。理想的な有機高分子ダイヤフラム改質材料です。さらに、隔膜に TiO2 を導入すると、粒子間の応力が軽減され、バッテリーの安定性が向上します [68]。

導電剤

導電剤は、リチウム電池の電極の充放電性能を確保するための試薬です。活物質間、活物質と集電体間の微小電流を集電し、アルミ箔や銅箔などの集電体に微小電流を集めて大電流を形成し、最終的に電気機器に伝えます。導電剤の添加により、このように電極の接触抵抗を低減し、電極材料中の電子移動速度およびリチウムイオンの移動速度を加速し、電子伝導性を向上させ、それによって電極の充放電効率を向上させることができる。 .

カーボンナノチューブs (CNTs)：CNTのインピーダンスはカーボンブラックの半分しかありません。インピーダンスが低いと、良好な導電性がもたらされ、分極が改善され、サイクル性能が向上します。カーボンブラックの添加量は正極材料の重量の約3%であるのに対し、CNTの添加量はわずか0.8%〜1.5%です。添加量が少ないため、活物質のスペースを節約でき、エネルギー密度が向上します。