锂电池的基本组成
阳极材料的发展
锂金属是最轻的金属，并且具有高比容量（3.86 Ah g-1）和非常低的电极电势（-3.04V），使其成为高电压和高能量的理想阳极材料电池。但是，Li /Li的电化学势位于非水电解质的最低未占据分子轨道（LUMO）之上，从而导致电解质连续还原，除非钝化固体电解质界面（SEI）形成。由于锂的体积变化大和高反应性，SEI易受锂金属表面损坏，使得锂枝晶生长，这可能导致电池短路并着火（图 2a）。
阴极材料的发展
阴极材料包括金属氟化物，硫化物或氧化物（图2c）。在电池运行期间，这些阴极材料反应形成具有不同结构和新成分的相。因此，转换电极不能进行多个循环，因为在每个循环期间都会发生键断裂和重整。金属硫属元素化物（MX2）具有分层的结构，并具有充足存储锂离子的空间，他们发现，二硫化钛（TiS2）可以在化学计量范围内嵌入锂离子，同时晶格扩展最小。
电解液材料的发展
电解质的作用是由它的LUMO确定和最高占据分子轨道（HOMO）。通过调整电解质成分来创建稳定的SEI，可以实际应用石墨阳极。最初，由于PC的熔融温度低（-48.8?C）而成为电解液优选。然而，PC基电解质会引起石墨的结构破坏，从而导致循环寿命低。Sanyo’s公司的研究人员成功地在EC基电解质中实现了石墨的电化学锂化，而Dahn报道称EC可以抑制石墨剥离，为锂电池石墨阳极的发展铺平了道路(图2b)。碳酸亚丙酯锂（PC的还原性产品）的弯曲链结构易于在电极表面形成疏松的沉积物，并具有较弱的内聚力。EC倾向于形成具有较高阴离子石墨层间化合物，导致更含氟高的 SEI产品，其能隙足够大，以隔离电子隧穿阳极，使电解质有效分解钝化。从那时起，EC成为锂电池必不可少的溶剂。
结论