Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện năng lượng mới và hệ thống lưu trữ năng lượng, pin trạng thái rắn, là một trong những hướng quan trọng của công nghệ pin thế hệ tiếp theo, sẽ nhận được nhiều sự chú ý hơn đến nghiên cứu và ứng dụng vật liệu catốt.
Là một phần quan trọng của pin trạng thái rắn, hiệu suất của vật liệu catốt có liên quan trực tiếp đến các chỉ số chính như mật độ năng lượng, tuổi thọ chu kỳ và hiệu suất sạc nhanh của pin trạng thái rắn. Bằng cách phát triển các vật liệu catốt mới với điện áp cao và công suất riêng, mật độ năng lượng của pin trạng thái rắn sẽ được cải thiện.
Hiện tại,Vật liệu catốt pin Chủ yếu đi theo con đường ternary cao cấp, và được nâng cấp một cách lặp đi lặp lại thành các vật liệu mới với mật độ năng lượng cao, chẳng hạn như niken cực cao, dựa trên mangan giàu lithium và oxit niken spincel áp suất cao. Những vật liệu này cung cấp những lợi thế đáng kể về mật độ năng lượng, nền tảng điện áp, v.v., nhưng mỗi vật liệu đều có những thách thức riêng.
Vật liệu ternary cao có mật độ năng lượng cao và hiệu suất đạp xe tốt, và được sử dụng rộng rãi trong pin bán rắn và trạng thái rắn. Cụ thể, công suất gram của vật liệu catốt ternary niken cực cao (như niken cực cao 9 loạt) dự kiến sẽ đạt khoảng 215mAh\/g, và điện áp trung bình ổn định ở khoảng 3,62V khi kết hợp với cực dương than chì.
Cửa sổ điện áp dựa trên mangan giàu lithium rộng, độ ổn định của xe đạp dưới áp suất khí quyển tốt hơn so với các catốt thương mại khác, dung lượng đặc biệt phóng điện có thể đạt tới hơn 250mAh\/g phốt phát. Tuy nhiên, độ dẫn điện tử dựa trên mangan giàu lithium là cực kỳ thấp, sự biến đổi pha spinel dễ xảy ra trong quá trình đạp xe dưới áp suất cao và các phản ứng phụ của giao diện điện cực\/điện phân cao là nghiêm trọng và hiệu suất tốc độ kém và hiệu quả Coulombic đầu tiên thấp (<80%), circulating capacity and voltage attenuation, etc., which cannot be used alone in the short term, can be mixed with the existing ternary, lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate and other cathodes to reduce the voltage, and realize commercial application as soon as possible.
Oxit mangan niken lithium là một cấu trúc spinel, ổn định hơn oxit nhiều lớp và có kênh khuếch tán Li ba chiều với hiệu suất tốc độ tốt. Lithi niken mangan oxit đồng đều thay thế 25% mangan trong oxit mangan lithium bằng niken, và điện áp hoạt động cao tới 4,7V, do đó năng lượng cụ thể vượt quá 635Wh\/kg, gần với ternary, cao hơn nhiều so với sắt. Khó khăn của oxit mangan niken lithium nằm ở sự không ổn định của giao diện catốt gây ra bởi nền tảng điện áp cao của vật liệu, có thể được giải quyết bằng pha tạp kim loại, lớp phủ oxit, chất sắt và hợp chất catốt ternary.
Về công nghiệp hóa, một số doanh nghiệp đã được chuyển và đưa vào ứng dụng thực tế.