リチウムイオン電池の電極 (正極と負極) は、イオンの移動において重要な役割を担っており、効率的なエネルギー移動のために極めて重要になっています。電極は、圧縮された粒子状物質で構成されています。電極材料の化学組成や物理的特性は、電池の性能、寿命、安全性に大きく影響するため、電池の用途に応じて設計を最適化する必要があります。電極材料の表面積、粒子径、細孔径などの物理的特性は、単セル内の電荷交換に直接的な影響を与えます。また、電極材料粒子の固体密度や骨格密度、ゼータ電位などの他の物理的特性も、電池の内部導電性において重要な役割を担っています。そして、電池の耐久性は、電極コーティングの品質だけでなく、電極自体への密着性にも相関します。これは、定量的なスクラッチ試験で正確に評価することができます。電極材料の開発におけるもう一つの重要なステップは、重金属汚染の検査です。マイクロ波酸分解は、重金属分析で最初に行うサンプル前処理の工程です。XRDやSAXSなどの方法では、充電および放電プロセス中の変化を監視するために、完全な電池アセンブリのオペランドの電極材料の特性を特徴づけることも可能です。

リチウムイオン電池のセパレータは薄い多孔質膜で、負極と正極の間の短絡を防ぐと同時に、両者間のイオンフローを可能にし、電池の機能において重要な役割を担っています。セパレータは、機械的に堅牢で、電池が作動している状態でも安定し、他の電池材料に対して不活性でなければなりませんが、イオン輸送を可能にするのに十分に多孔質でもなければなりません。  セパレータの貫通孔のサイズは、最適な電池性能を確保するための重要なパラメーターです。この貫通孔は、デンドライトがセパレータを貫通して短絡を引き起こすのを防ぐのに十分なほど小さく、一方で、正極と負極の間のイオンフローを促進するのに十分なほど大きい必要があります。さらに、大きすぎる孔やピンホールは、短絡につながる可能性があるため、スクリーニングして防止する必要があります。  さらにセパレータの重要なパラメーターには、機械的な強度と構造的な特性があります。具体的には、セパレータのプレテンションをどの程度にするかが、製造時の破断や裂け、製造後のたるみなどを防ぐ上で重要なポイントになります。