En la actual marea de transición energética global, las baterías de litio, con su alta densidad de energía, larga vida útil, respeto al medio ambiente y otras características, se han convertido en una fuerza clave para promover el desarrollo de vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y todo tipo de dispositivos electrónicos portátiles. . Detrás de todos estos logros, el importante papel de los materiales de las baterías de litio es inseparable.

El material del cátodo es la principal fuente de iones de litio en las baterías de litio y su rendimiento determina directamente la densidad de energía de la batería. Los materiales catódicos comunes incluyen cobaltato de litio, fosfato de hierro y litio, manganato de litio y materiales ternarios de níquel-cobalto-manganeso. El cobaltato de litio se usa ampliamente en equipos electrónicos portátiles debido a su alta densidad de energía y buena estabilidad del ciclo. El fosfato de hierro y litio brilla en el campo de los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía por su excelente seguridad, larga vida útil y bajo costo; Los materiales ternarios de níquel, cobalto y manganeso, con su alta densidad energética y excelente rendimiento integral, se han convertido en la primera opción para que los vehículos eléctricos alcancen su autonomía de conducción.

El material del electrodo negativo es responsable de recibir los iones de litio que migran desde el electrodo positivo, y su rendimiento afecta directamente la eficiencia del almacenamiento de energía y el ciclo de vida de la batería. Como material tradicional de electrodo negativo, el grafito ha ocupado durante mucho tiempo una posición dominante en el mercado gracias a su rendimiento de ciclo estable y su buena conductividad eléctrica. Sin embargo, con la demanda de una mayor densidad de energía, están surgiendo gradualmente nuevos materiales anódicos, como materiales a base de silicio y titanato de litio. Los materiales a base de silicio tienen el potencial de mejorar la densidad energética de las baterías debido a su alta capacidad teórica de incorporación de litio. El titanato de litio, con su excelente estabilidad del ciclo y su rápida capacidad de carga y descarga, ha demostrado ventajas únicas en sistemas de almacenamiento de energía y aplicaciones específicas.

Como medio de transmisión de iones de litio en una batería de litio, el rendimiento del electrolito afecta directamente la conductividad de los iones, la resistencia interna y la seguridad de la batería. Los electrolitos comunes están compuestos principalmente de sales de litio, disolventes orgánicos y aditivos. La elección de la sal de litio determina la conductividad iónica del electrolito, y la adición de disolventes y aditivos orgánicos puede mejorar significativamente la estabilidad química y la seguridad del electrolito. Al optimizar la composición y formulación del electrolito, se puede mejorar aún más la eficiencia de conducción de iones de la batería, se puede reducir la resistencia interna y se puede mejorar el rendimiento de carga y descarga y el ciclo de vida de la batería.

El separador está ubicado entre los electrodos positivo y negativo de la batería de litio y su función principal es evitar que los electrones pasen directamente y permitir que los iones de litio se muevan libremente para garantizar el funcionamiento seguro de la batería. El rendimiento del separador afecta directamente a la conductividad iónica, la resistencia interna y la seguridad de la batería. Al optimizar el material, la porosidad y la distribución del tamaño de los poros del diafragma, se puede mejorar aún más la eficiencia de conducción de iones de la batería, se puede reducir la resistencia interna y se puede mejorar el rendimiento de seguridad de la batería. Cuando la batería se sobrecalienta o sufre un cortocircuito, la función de cierre térmico del diafragma puede cortar rápidamente la corriente y evitar que la batería se salga de control, garantizando así la batería y la seguridad personal.

El excelente rendimiento de las baterías de litio no es mérito de un solo material, sino el resultado de la sinergia de los cuatro materiales centrales: material de electrodo positivo, material de electrodo negativo, electrolito y diafragma. Mediante un cuidadoso diseño y optimización, los cuatro materiales pueden aprovechar al máximo sus respectivas ventajas y lograr conjuntamente una alta densidad de energía, un ciclo de vida prolongado, una excelente seguridad y rentabilidad de la batería.