Hoʻoholo pololei ka hana ʻana o nā mea pākaukau i ka nui o ka ikehu, ke ola pōʻai, a me ka palekana o nā mea mālama ikehu. Hoʻohui kā lākou mau loina hoʻolālā i ka noiʻi interdisciplinary o ka ʻepekema waiwai, electrochemistry, a me ka ʻepekema helu. Aia ke kumu o ka hoʻolālā ʻana o ka pākaukau o kēia wā ma ka hoʻopololei ʻana i ka ʻōnaehana uila, ka hoʻonui ʻana i nā kinetics transport ion, a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka paʻa o ka pilina ma o ka hoʻopololei ʻana i ka pae atomic.
Mai kahi hiʻohiʻona uila, ʻo ke ʻano hui o nā mea electrode e hoʻoholo i kā lākou hana redox. No ka laʻana, hiki i nā ʻokikene metala hoʻololi (e like me LiCoO₂) ke hoʻokomo a me ka unuhi ʻana i ka lithium ion ma o ka loaʻa ʻana a me ka nalowale o nā electrons orbital d-. No ka ho'olālā 'ana i nā mea cathode ki'eki'e, pono e ho'opololei i ke kūlana valence a me ka ho'onohonoho 'ana o nā metala ho'ololi. Hiki i ka hoʻokomo ʻana i nā mea hoʻohui conductive (e like me ka carbon nanotubes) ke kūkulu i kahi ʻenehana halihali electron ʻekolu a hoʻemi i ka pale ʻana o ke alo. E pili ana i ka lawe ʻana i ka ion, paʻa -mea electrolyte mokuʻāina (e like me ka sulfide Li₆PS₅Cl) e hoʻopaneʻe i nā ʻāpana lattice no ka hoʻonui ʻana i nā kahawai ion a hoʻonui i ka helu hoʻololi ion lithium ma luna o 0.9.
He mea koʻikoʻi nō hoʻi ka hoʻolālā ʻana o ke kino. Hiki i nā hoʻolālā Nanoscaling (e like me ka hōʻemi ʻana i ka nui o ka silicon anode particle i lalo o 100nm) hiki ke hoʻēmi i ka hoʻonui nui ʻana i ka wā o ka hoʻouka ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana. ʻO nā hoʻolālā hana porous (e like me nā mea kalapona porous hierarchically porous) e hoʻoikaika i ka pulu electrolyte ma o ka hoʻonui ʻana i kahi kikoʻī kikoʻī. ʻO ka holomua ʻana o ka ʻepekema mea helu helu e hoʻolalelale i ke kaʻina hana o ka hoʻolālā kūpono. Hiki i ka helu mua -mau kumu ma muli o ka density functional theory (DFT) hiki ke wānana i ka thermodynamic stability a me ka ion diffusion pale o nā mea, aʻo nā mīkini aʻo ʻana hiki ke nānā wikiwiki i nā ʻōnaehana waiwai.
E hoʻolālā mua ka hoʻolālā ʻana i nā mea pākaukau i ka wā e hiki mai ana i ka hoʻonui ʻana -like like ʻole, ka hoʻokumu ʻana i nā kumu hoʻohālikelike ma waena o nā anana ʻekolu o ka hoʻonohonoho atomika, ka ʻano aniani, a me ka morphology macroscopic. Ma ka hui pū ʻana me nā ʻenehana hōʻikeʻike in situ, e hahai kēia mau ʻenehana i ka ulu ʻana o ke kūkulu ʻana i ka wā o ka hoʻouka ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka manawa maoli, e hiki ai ke hana pololei i nā mea pākaukau kiʻekiʻe.