Le materie prime delle batterie al litio comprendono principalmente materiali per elettrodi positivi, materiali per elettrodi negativi, elettrolita e separatori. La selezione e la proporzione di questi materiali influiscono direttamente sulle prestazioni e sulla sicurezza delle batterie al litio.
1. Materiali catodici: il materiale dell'elettrodo positivo è uno dei componenti più importanti di una batteria al litio, poiché determina la densità energetica della batteria e la piattaforma di tensione. I materiali catodici comuni attualmente sul mercato includono ossido di litio cobalto (LCO), ossido di litio manganese (LMO), litio ferro fosfato (LFP) e materiali ternari (come ossido di litio nichel cobalto manganese (NCM) e ossido di litio nichel cobalto alluminio (NCA).
Ognuno di questi materiali ha le sue caratteristiche uniche. Ad esempio, l'ossido di litio-cobalto offre un'elevata capacità specifica e un'elevata tensione operativa, mentre il fosfato di litio-ferro offre elevata sicurezza e un lungo ciclo di vita.
2. Materiali anodici: la grafite o altri materiali a base di carbonio- vengono generalmente utilizzati come materiali per gli elettrodi negativi. La grafite ha eccellenti proprietà di intercalazione del litio, buona conduttività e basso costo, che la rendono ampiamente utilizzata nelle batterie al litio.
Negli ultimi anni, i materiali a base di silicio- hanno attirato l'attenzione grazie alla loro elevata capacità teorica, ma nelle applicazioni pratiche devono ancora affrontare problemi quali l'espansione del volume e la stabilità del ciclo.
3. Elettrolita: l'elettrolita è il mezzo per il trasporto degli ioni di litio nelle batterie al litio e le sue prestazioni influiscono direttamente sulla capacità della batteria, sulla resistenza interna e sulla sicurezza. Gli elettroliti comunemente usati includono elettroliti liquidi composti da solventi organici e sali di litio, nonché elettroliti solidi.
4. Diaframma: il diaframma è un componente chiave nelle batterie al litio. Si trova tra gli elettrodi positivo e negativo, isolandoli e prevenendo cortocircuiti. Inoltre, la struttura microporosa del diaframma consente agli ioni di litio di passare liberamente, garantendo le prestazioni di carica e scarica della batteria.
