Komposisi dalaman bateri lithium terutamanya elektrod positif | Electrolyte | diafragma | Electrolyte | Elektrod negatif, atas dasar ini, kimpalan telinga elektrod, pembungkusan dan langkah -langkah lain akhirnya membentuk sel lengkap. Selepas caj awal dan pelepasan sel bateri, kapasiti komponen kimia dan ekzos dan langkah -langkah lain, ia boleh digunakan di kilang. Langkah pertama dalam proses ini ialah pemilihan bahan. Faktor utama yang mempengaruhi keselamatan bahan adalah tenaga orbital intrinsik, struktur kristal dan sifat bahan.
Bahan elektrod positif
Peranan utama bahan aktif positif dalam bateri adalah untuk menyumbang kepada kapasiti tertentu dan tenaga tertentu, dan potensi elektrod intrinsiknya mempunyai kesan tertentu terhadap keselamatan. Sebagai contoh, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, China telah menggunakan bahan-bahan voltan rendah LIFEPO4 (litium besi fosfat) sebagai bahan elektrod positif untuk bateri kuasa dalam kenderaan pengangkutan (seperti HEV kenderaan elektrik hibrid, kenderaan elektrik EV) dan peranti penyimpanan tenaga ( seperti bekalan kuasa yang tidak terganggu). Walau bagaimanapun, kelebihan keselamatan LIFEPO4 dalam banyak bahan sebenarnya datang dengan mengorbankan ketumpatan tenaga, yang bermaksud bahawa hayat bateri penggunanya (seperti EV, UPS) akan terhad. Bahan ternary seperti NMC (Linixmnyco1-X-YO2) mempunyai prestasi ketumpatan tenaga yang sangat baik, tetapi sebagai bahan katod yang ideal untuk bateri kuasa, isu keselamatan belum diselesaikan sepenuhnya. Untuk mengkaji tingkah laku terma bahan katod, para penyelidik telah melakukan banyak kerja dan mendapati bahawa potensi elektrod intrinsik dan struktur kristal adalah faktor utama yang mempengaruhi keselamatannya, sama ada potensi elektrod μ c dan homo orbital yang diduduki tertinggi di Tingkap elektrokimia elektrolit dipadankan dengan sempurna, dan sama ada ion lithium berganda boleh lancar melalui kisi pada masa yang sama. Prestasi keselamatan bahan aktif positif dapat ditingkatkan dengan pilihan bahan dan elemen bahan.
Bahan elektrod negatif
Pengaruh bahan aktif negatif terhadap prestasi keselamatan adalah disebabkan oleh hubungan antara tenaga orbit intrinsiknya dan konfigurasi lumo dan homo elektrolit. Dalam proses pengecasan cepat, kelajuan lithium ion melalui filem SEI (antara muka elektrolit pepejal) mungkin lebih lambat daripada kadar pemendapan litium dalam elektrod negatif, dan kristal cawangan lithium akan berkembang secara berterusan dengan kitaran caj dan pelepasan, yang boleh menyebabkan litar pintas dalaman dan menyalakan pelarian terma elektrolit yang mudah terbakar, mengehadkan keselamatan elektrod negatif dalam proses pengecasan cepat. Hanya apabila perbezaan antara daya elektromotif negatif aloi litium dengan bahan karbon sebagai lapisan penampan dan daya elektromotif litium kurang daripada -0.7ev, iaitu μ a < μ li0.7ev, bolehkah ia dijamin bahawa pemendapan pemendapan Lithium tidak akan menyebabkan litar pintas. Atas sebab keselamatan, bateri kuasa harus menggunakan bahan elektrod negatif dengan daya elektromotif kurang dari 1.0EV (relatif kepada Li+/Li0) untuk mencapai pengisian cepat yang selamat atau untuk mengawal voltan pengecasan jauh di bawah potensi pemendapan litium. Li4ti5o12 mempunyai kelebihan keselamatan dalam pengisian cepat dan pelepasan cepat kerana daya elektromotifnya 1.5EV (berbanding dengan Li+/Li0), yang lebih rendah daripada LUMO elektrolit. Terdapat juga bahan negatif, Ti0.9NB0.1NB2O7, yang boleh dicas dengan cepat dan dilepaskan selama lebih dari 30 minggu pada voltan 1.3 ≤ v ≤ 1.6V (relatif kepada Li+/Li0) dan mempunyai kapasiti spesifik 300mAhG1, yang lebih tinggi daripada LTO. Semasa proses pelepasan, kerana tidak ada persaingan antara kelajuan ion litium melalui filem SEI dan pemendapan pada elektrod negatif, proses pelepasan cepat adalah selamat.