| 锂离子电池材料 是生产中的重要组成部分 锂离子电池 ，广泛应用于各种电子设备、电动汽车和可再生能源系统。这些电池由多种关键材料组成，这些材料共同作用以有效地存储和释放电能。 正极材料
最先进的正极材料包括锂金属氧化物[如LiCoO 2 , 锰酸锂 2 氧 4 , 和 Li(NixMnyCoz)O 2 ]、钒氧化物、橄榄石（如LiFePO 4 ）和可充电锂氧化物。 11,12 含有钴和镍的层状氧化物是研究最多的锂离子电池材料。它们在高电压范围内表现出高稳定性，但钴在自然界中的可用性有限并且有毒，这对于大规模制造来说是一个巨大的缺点。锰提供了一种低成本替代品，具有高热阈值和出色的倍率能力，但循环行为有限。因此，通常使用钴、镍和锰的混合物来结合最佳性能并最大限度地减少缺点。钒氧化物具有大容量和优异的动力学。然而，由于锂的嵌入和脱嵌，材料往往会变成无定形，这限制了循环行为。橄榄石无毒，容量适中，循环损耗低，但电导率低。人们已经引入了涂层材料的方法来弥补导电性差的问题，但它增加了电池的一些加工成本。
负极材料
阳极材料是锂、石墨、锂合金材料、金属间化合物或硅。 11 锂似乎是最直接的材料，但在循环行为和枝晶生长方面存在问题，从而导致短路。碳质阳极由于其低成本和可用性而成为最常用的阳极材料。然而，与锂的充电密度（3,862mAh/g）相比，理论容量（372mAh/g）较差。一些利用新型石墨品种和碳纳米管的努力试图提高产能，但代价是高加工成本。合金阳极和金属间化合物具有高容量，但也表现出巨大的体积变化，导致循环行为不佳。人们已经努力通过使用纳米晶材料以及在非合金稳定基体（具有 Co、Cu、Fe 或其他）中具有合金相（具有 Al、Bi、Mg、Sb、Sn、Zn 等）来克服体积变化。你）。硅具有 4,199 mAh/g 的极高容量，对应于 Si 的成分 5 李 22 。然而，骑自行车的行为很差，而且容量衰减尚不清楚。 电解质
安全且持久的电池需要坚固的电解质，能够承受现有电压和高温，并且具有较长的保质期，同时为锂离子提供高迁移率。类型包括液体、聚合物和固态电解质。 11 液体电解质主要是含有 LiBC 的有机溶剂型电解质 4 氧 8 (LiBOB), LiPF 6 , 锂[PF 3 （C 2 F 5 ） 3 ]，或类似的。最重要的考虑因素是它们的可燃性；性能最好的溶剂沸点低，闪点在 30°C 左右。因此，电池以及随后的电池组的排气或爆炸会造成危险。锂离子电池中的电解质分解和高放热副反应会产生一种称为“热失控”的效应。因此，电解质的选择通常涉及可燃性和电化学性能之间的权衡。 分离器 P. Arora 和 Z.Zhang 对隔膜材料和需求进行了很好的回顾。 14 顾名思义，电池隔膜将两个电极物理地彼此分开，从而避免短路。在液体电解质的情况下，隔膜是一种泡沫材料，它被电解质浸泡并将其固定到位。它需要是一种电子绝缘体，同时具有最小的电解质电阻、最大的机械稳定性以及在高电化学活性环境中的耐化学降解性。此外，分离器通常具有安全功能，称为“热关断”；在高温下，它会熔化或关闭其孔隙以关闭锂离子传输，而不会失去其机械稳定性。隔膜要么合成为片材并与电极组装，要么原位沉积到一个电极上。从成本角度来看，后者是优选的方法，但会带来一些其他合成、处理和机械问题。固态电解质和一些聚合物电解质不需要隔膜。 分离器具有内置热关断机制，模块和电池组中还添加了额外的外部复杂热管理系统。离子液体由于其热稳定性而受到考虑，但具有主要缺点，例如锂从阳极中溶解出来。 聚合物电解质是离子导电聚合物。它们通常与陶瓷纳米颗粒混合在复合材料中，从而具有更高的电导率和更高的电压耐受性。此外，由于其高粘度和准固体行为，聚合物电解质可以抑制锂枝晶的生长 13 因此可以与锂金属阳极一起使用。 固体电解质是锂离子导电晶体和陶瓷玻璃。它们表现出非常差的低温性能，因为在低温下固体中的锂迁移率大大降低。此外，固体电解质需要特殊的沉积条件和温度处理才能获得可接受的行为，这使得它们的使用成本极其昂贵，尽管它们消除了对隔膜的需求和热失控的风险。 综上所述， 锂离子电池材料 对整体绩效和效率起着至关重要的作用 锂离子电池 。持续的研发工作不断探索新材料和技术，以进一步提高锂离子电池的性能和可持续性。 | 
