V súčasnosti existujú tri prelomové smery v technológii lítiových batérií: kladné a záporné elektródové materiály, elektrolyty a membrány
Materiály anódy:
Katódové materiály lítiových batérií zahŕňajú najmä kobaltát lítny, manganistan lítny, trojzložkové materiály nikel-mangán-kobalt a fosforečnan lítno-železitý. Medzi nimi fosforečnan lítno-železitý, ktorý má niekoľko ďalších materiálov, ktoré nemajú potenciálne výhody životnosti cyklu, bezpečnosti a materiálových nákladov, sa považuje za ideálny katódový materiál.
Katódamateriály:
Katódový materiál je relatívne nenáročný a vo všeobecnosti používa ako katódu grafit. Napriek úspešnej komercializácii materiálov grafitovej katódy však vždy existujú určité neprekonateľné nedostatky v dôsledku použitia uhlíka ako katódy. Pretože grafit vytvára v elektrolyte pasivačný film, môže tento film prenášať ióny lítia, ale spôsobuje stratu energie. Navyše, keď je batéria prebitá, na povrchu grafitovej anódy sa vyzráža kovové lítium, čo vedie ku skratu. Keď teplota stúpa, grafitová anóda v lítiovom zapustenom stave najskôr exotermicky reaguje s elektrolytom, pričom môže produkovať horľavý plyn a horieť. Preto grafit nie je najideálnejším anódovým materiálom a hľadanie neuhlíkových anódových materiálov s lepším výkonom je dôležitou otázkou vo výskume lítium-iónových batérií.
Hoci boli široko študované rôzne neuhlíkové anódové materiály, najmä v posledných rokoch, nanoštruktúrované nekarbonódové materiály, ako sú kompozitné oxidy cínu, zlúčeniny oxidu titánu a zlúčeniny titanátu atď., tieto materiály majú stále veľa problémov, ktoré neboli vyriešené a stále sa nedajú vyriešiť. používané vo veľkých množstvách a je potrebné neustále zlepšovať výrobné postupy a procesy.
Elektrolyt:
Elektrolyt hrá úlohu pri vedení elektrónov medzi kladnými a zápornými elektródami lítiových batérií a je zárukou, že lítium-iónové batérie získajú vysoké napätie, vysokošpecifickú energiu a ďalšie výhody. Elektrolyt je vo všeobecnosti vyrobený z vysoko čistého organického rozpúšťadla, elektrolytickej lítiovej soli, potrebných prísad a iných surovín, ktoré sú formulované v určitom pomere za určitých podmienok.
Hlavnými elektrolytmi používanými v lítiových batériách sú chloristan lítny a hexafluórfosfát lítny. Batéria vyrobená z chloristanu lítneho však nie je dobrá pri nízkej teplote, hrozí výbuch, Japonsko a Spojené štáty zakázali jej používanie. Zatiaľ čo batéria vyrobená z lítnej soli s obsahom fluóru má dobrý výkon, nehrozí nebezpečenstvo výbuchu a má vysokú použiteľnosť.
Membrána:
Membrána hrá úlohu v lítiových batériách, aby sa zabránilo skratu kladných a záporných elektród a poskytuje lítium-iónový prenosový kanál počas nabíjania a vybíjania lítiových batérií. Membrána je skrátka porézna plastová fólia. Má však priamy vplyv na kapacitu, cyklistický výkon a bezpečnosť batérie.
Vysoký technický obsah membrány v dôsledku obtiažnosti procesu vytvárania otvorov. V súčasnosti sú hlavnými produktmi diafragmy v medzinárodnom meradle jednovrstvová polypropylénová (PP) nanoporézna fólia, jednovrstvová polyetylénová (PE) nanoporézna fólia, trojvrstvová kompozitná nanoporézna fólia PP/PE/PP a ďalšie typy pomocou priečneho a pozdĺžneho presného napínania.
