Dans la transition énergétique mondiale actuelle, les batteries au lithium, avec leur haute densité énergétique, leur longue durée de vie, leur respect de l'environnement et d'autres caractéristiques, sont devenues une force clé pour promouvoir le développement de véhicules électriques, de systèmes de stockage d'énergie et de toutes sortes d'appareils électroniques portables. . Derrière toutes ces réalisations, le rôle important des matériaux pour batteries au lithium est indissociable.

Le matériau de la cathode est la principale source d'ions lithium dans les batteries au lithium, et ses performances déterminent directement la densité énergétique de la batterie. Les matériaux cathodiques courants comprennent le cobaltate de lithium et le phosphate de fer et de lithium., manganate de lithium et matériaux ternaires nickel-cobalt-manganèse. Le cobaltate de lithium est largement utilisé dans les équipements électroniques portables en raison de sa haute densité énergétique et de sa bonne stabilité de cycle. Le phosphate de fer lithium brille dans le domaine des véhicules électriques et du stockage d’énergie par son excellente sécurité, sa longue durée de vie et son faible coût ; Les matériaux ternaires nickel-cobalt-manganèse, avec leur haute densité énergétique et leurs excellentes performances globales, sont devenus le premier choix des véhicules électriques pour poursuivre leur autonomie.

Le matériau de l'électrode négative est responsable de la réception des ions lithium migrant depuis l'électrode positive, et ses performances affectent directement l'efficacité du stockage d'énergie et la durée de vie de la batterie. En tant que matériau d'électrode négative traditionnel, le graphite occupe depuis longtemps une position dominante sur le marché grâce à ses performances de cycle stables et sa bonne conductivité électrique. Cependant, avec la demande d’une densité énergétique plus élevée, de nouveaux matériaux d’anode tels que les matériaux à base de silicium et le titanate de lithium font progressivement leur apparition. Les matériaux à base de silicium ont le potentiel d’améliorer la densité énergétique des batteries en raison de leur capacité théorique élevée d’intégration du lithium. Le titanate de lithium, avec son excellente stabilité de cycle et sa capacité de charge-décharge rapide, a montré des avantages uniques dans les systèmes de stockage d'énergie et des applications spécifiques.

En tant que support de transmission du lithium-ion dans la batterie au lithium, les performances de l'électrolyte affectent directement la conductivité ionique, la résistance interne et la sécurité de la batterie. Les électrolytes courants sont principalement composés de sels de lithium, de solvants organiques et d'additifs. Le choix du sel de lithium détermine la conductivité ionique de l'électrolyte, et l'ajout de solvants organiques et d'additifs peut améliorer considérablement la stabilité chimique et la sécurité de l'électrolyte. En optimisant la composition et la formulation de l'électrolyte, l'efficacité de conduction ionique de la batterie peut être encore améliorée, la résistance interne peut être réduite et les performances de charge et de décharge ainsi que la durée de vie de la batterie peuvent être améliorées.

Le séparateur est situé entre les électrodes positives et négatives de la batterie au lithium, et sa fonction principale est d'empêcher les électrons de passer directement et de permettre aux ions lithium de circuler librement pour assurer le fonctionnement sûr de la batterie. Les performances du séparateur affectent directement la conductivité ionique, la résistance interne et la sécurité de la batterie. En optimisant la répartition du matériau, de la porosité et de la taille des pores du diaphragme, l'efficacité de conduction ionique de la batterie peut être encore améliorée, la résistance interne peut être réduite et les performances de sécurité de la batterie peuvent être améliorées. Lorsque la batterie est surchauffée ou en court-circuit, la fonction de fermeture thermique du diaphragme peut rapidement couper le courant et empêcher la batterie de devenir incontrôlable, assurant ainsi la sécurité de la batterie et des personnes.

L'excellente performance des batteries au lithium n'est pas le mérite d'un seul matériau, mais le résultat de la synergie des quatre matériaux de base : le matériau de l'électrode positive, le matériau de l'électrode négative, l'électrolyte et le diaphragme. Grâce à une conception et une optimisation minutieuses, les quatre matériaux peuvent exploiter pleinement leurs avantages respectifs et atteindre conjointement une densité énergétique élevée, une longue durée de vie, une excellente sécurité et une rentabilité de la batterie.