リチウムバッテリーの内部組成は、主に正の電極です|電解質|ダイアフラム|電解質|これに基づいて、負の電極は、電極の耳溶接、包装、その他のステップが最終的に完全なセルを形成します。バッテリーセルの初期充電と放電、化学成分容量、排気、その他のステップの後、工場で使用できます。このプロセスの最初のステップは、材料の選択です。材料の安全性に影響を与える主な要因は、その固有の軌道エネルギー、結晶構造、材料特性です。
正の電極材料
バッテリーにおける正の活性材料の主な役割は、特定の容量と特定のエネルギーに寄与することであり、その固有の電極電位は安全性に特定の影響を及ぼします。たとえば、近年、中国は、輸送車両（ハイブリッド電気自動車HEV、電気自動車EVなど）およびエネルギー貯蔵装置（エネルギー貯蔵装置などの電力電池の陽性電極材料として、低電圧材料LifePO4（リチウム鉄リン酸リン酸リン酸リン酸リン）を広く使用しています。途切れやすい電源UPSなど）。ただし、多くの材料におけるLifePO4の安全性の利点は、実際にエネルギー密度を犠牲にして提供されます。つまり、ユーザー（EV、UPSなど）のバッテリー寿命は制限されます。 NMC（LinixMnyCo1-X-YO2）などの三元材料は、エネルギー密度の性能が優れていますが、電力電池の理想的なカソード材料として、安全性の問題は完全には解決されていません。カソード材料の熱挙動を研究するために、研究者は多くの作業を行っており、固有の電極電位と結晶構造が、電極電位μCや最高の占有軌道ホモの安全性に影響を与える主な要因であることを発見しました。電解質の電気化学窓は完全に一致しており、複数のリチウムイオンが同時に格子をスムーズに通過できるかどうか。正のアクティブ材料の安全性能は、材料の種類と要素ドーピングを選択することで改善できます。
負の電極材料
安全性能に対する負の活性材料の影響は、主にその固有の軌道エネルギーと電解質LUMOとHOMOの構成との関係によるものです。高速充電の過程で、SEI（ソリッド電解質界面）フィルムを通るリチウムイオンの速度は、負の電極のリチウムの堆積速度よりも遅くなる可能性があり、リチウム枝の結晶は電荷と排出サイクルとともに連続的に成長します。これにより、内部短絡につながり、可燃性電解質の熱走行に点火し、高速充電プロセスでの負の電極の安全性が制限されます。バッファー層として炭素材料を伴うリチウム合金の負の電気電力とリチウムの電気的な力が-0.7ev、つまりμa < μli0.7ev未満の場合にのみ、保証できますか？リチウムは短絡を引き起こしません。安全上の理由から、電力バッテリーは、1.0EV未満（Li+/Li0に比べて）未満の電極力を持つ負の電極材料を使用して、安全な高速充電を実現するか、リチウムの堆積電位を大きく下回る充電電圧を制御する必要があります。 Li4Ti5O12には、電解質のLumoよりも低い1.5EV（Li+/Li0と比較）の電気的な力により、高速充電と高速放電における安全性の利点があります。また、負の材料であるTi0.9NB0.1NB2O7もあります。これは、 1.3≤V≤1.6V （Li+/Li0と比較して）の電圧で30週間以上急速に充電および排出でき、300MAHG1の比容量を持っています。これはLTOよりも高いです。排出プロセス中、SEI膜を介したリチウムイオンの速度と負の電極への堆積の間に競合がないため、高速放電プロセスは安全です。