Производителността, безопасността и продължителността на живота на захранващите устройства за съхранение на енергия до голяма степен зависят от научния подбор и оптимизираната комбинация от материални системи. Като композитна система, интегрираща електрохимия, управление на топлината и структурна защита, изборът на материал трябва не само да отговаря на основните изисквания за съхранение на енергия и мощност, но също така да вземе предвид адаптивността към околната среда, защитата на безопасността и производствените разходи. Следователно е необходима много{2}}изчерпателна оценка по време на фазата на проектиране.
Клетъчните материали са енергийната сърцевина на захранващите устройства за съхранение на енергия. Общите системи включват троен литий, литиев манганов оксид, литиев железен фосфат и литиев полимер. Тройните литиеви материали имат висока енергийна плътност и са подходящи за сценарии, чувствителни към размера и теглото, но са сравнително ограничени по отношение на висока-температурна безопасност и цикъл на живот. Въпреки че литиево-железният фосфат има малко по-ниска енергийна плътност, той притежава отлична термична стабилност и характеристики с дълъг цикъл, като се представя изключително в приложения с чести цикли на зареждане-разреждане и високи изисквания за безопасност. Литиево-полимерните клетки имат уникални предимства в гъвкавостта на формата и лекия дизайн, което улеснява компактните вътрешни оформления. Изборът на клетъчни материали изисква цялостно разглеждане на изискванията за капацитет, производителност на скоростта, работна среда и ограничения на разходите, за да съответстват на приоритетните индикатори на различни сценарии на приложение.
Материалите, използвани за външната обвивка и структурните компоненти, пряко влияят върху механичната защита и възможностите за термично управление на оборудването. Инженерните пластмаси (като PC/ABS и -огнеустойчив найлон) предлагат отлична изолация, гъвкавост при формоване и устойчивост на химическа корозия, като същевременно са леки, което ги прави подходящи за преносими продукти. Метали като алуминиеви и магнезиеви сплави предлагат значителни предимства по отношение на здравината, ефективността на разсейване на топлината и електромагнитното екраниране и обикновено се използват в стационарно оборудване или оборудване с висока-мощност-плътност, като бързо разсейват вътрешната топлина и издържат на външни въздействия. Някои-решения от висок клас използват структури от композитни материали, вграждане на метални рамки в зони,-носещи критично натоварване, и използване на олекотени пластмаси в зони, които-носят-натоварване, за постигане на баланс между твърдост и преносимост.
Изборът на материали за проводящи и свързващи компоненти е от решаващо значение за стабилността и издръжливостта на високо-токовото предаване. Медта с висока-чистота се използва широко поради своята висока проводимост и отлична пластичност, а повърхността й често е никелирана-или позлатена-за подобряване на устойчивостта на окисление и корозия, намаляване на устойчивостта на контакт и удължаване на експлоатационния живот. Вътрешните проводници често използват устойчива на висока{6}}температура силиконова жица или-забавяща горенето плетена тел с обвивка, балансираща гъвкавост и електрическа безопасност, за да се осигури надеждна проводимост дори при екстремни условия.
Изборът на изолационни материали и среда за управление на топлината е също толкова важен. Устойчиви на висока-температура, ниски{2}}диелектрични-загуби инженерни пластмаси или керамични субстрати могат ефективно да изолират компоненти с високо-напрежение, предотвратявайки пълзене и повреда; материалите за промяна на фазата и топлопроводимият силикон се използват за изравняване на температурните разлики между клетките, подобрявайки общата термична стабилност и забавяйки влошаването на производителността, причинено от локализирано прегряване.
С поглед към бъдещето опазването на околната среда и рециклируемостта се превръщат в нови съображения при избора на материали. Прилагането на био{1}}пластмаси, -безхалогенни забавители на горенето и рециклируеми метали постепенно се увеличава, привеждайки се в съответствие с тенденциите в екологичното производство и спомагайки за намаляване на въздействието върху околната среда през целия жизнен цикъл.
Като цяло изборът на материали за захранващи устройства за съхранение на енергия е интердисциплинарен, мулти{0}}обективен системен инженерен проект, който изисква баланс между електрохимични характеристики, структурна здравина, термично управление, съответствие с изискванията за безопасност и устойчивост, за да се осигури солидна материална основа за безопасна, ефективна и-дългосрочна работа на оборудването.