1. 负极材料的创新设计

传统硅基负极因体积膨胀和低电导率问题限制了其应用，而静电纺丝技术通过包覆和复合策略有效解决了这些瓶颈。例如硅基复合负极：

1.1 硅/碳复合纤维

•碳包覆硅纳米颗粒纤维（通过静电纺丝将硅颗粒嵌入碳基质中）。

•硅核-碳壳纤维（利用同轴静电纺丝技术制备核壳结构）。

1.2 硅/聚合物复合纤维

•硅与聚丙烯腈（PAN）复合纤维（静电纺丝后碳化形成导电碳纤维网络）。

•硅与聚乙烯醇（PVA）复合纤维（通过静电纺丝构建柔性缓冲基质）。

1.3多孔/中空结构硅基纤维

•多孔硅碳复合纤维（静电纺丝结合模板法或相分离形成多孔结构）。

•中空硅基纤维（通过静电纺丝和选择性刻蚀工艺实现）。

1.4硅/金属氧化物复合纤维

硅与TiO₂、SnO₂等复合纤维（静电纺丝结合溶胶-凝胶法增强稳定性）。

1.5导电聚合物修饰纤维

聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）包覆硅纤维（通过静电纺丝集成导电聚合物层）。

1.6 柔性电极制备

自支撑硅基纤维膜（直接通过静电纺丝制备无需粘结剂的电极）。

1.7 梯度功能化纤维

成分/孔隙率梯度纤维（通过多针头静电纺丝调控纤维内部结构）。

2. 正极材料的结构优化

静电纺丝在正极材料中的应用虽起步较晚，但已展现出独特优势：  

2.1 纳米纤维网络增强导电性

•导电碳纤维包覆正极材料：通过静电纺丝将正极活性物质（如LiFePO₄、LiCoO₂、NCM）嵌入碳纳米纤维网络，显著提升电极整体导电性。

•金属氧化物/碳复合纤维（如MnO₂@C、V₂O₅@C）：利用静电纺丝制备高导电碳基纤维骨架，缓解正极材料的本征低电导率问题。

2.2多孔/分级结构设计

•多孔正极纤维膜：通过静电纺丝结合模板法或相分离工艺，制备多孔纤维结构（如多孔LiMn₂O₄纤维），增大比表面积，促进电解液浸润和锂离子扩散。

•中空纤维结构：利用同轴静电纺丝技术制备中空正极纤维（如中空LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂纤维），缓解体积膨胀并缩短离子传输路径。

2.3核壳结构复合正极

•活性物质核-导电壳结构（如LiFePO₄@C、NCM@PANI）：通过同轴静电纺丝技术实现核壳结构，导电外壳（碳、导电聚合物）保护正极材料并提升界面稳定性。

•梯度成分核壳纤维：调控静电纺丝参数，实现成分梯度分布（如富镍层到富锰层），抑制相变和结构坍塌。

2.4柔性自支撑正极膜

•无粘结剂正极电极：直接通过静电纺丝制备自支撑纤维膜（如LiCoO₂/CNT复合纤维膜），避免传统电极中粘结剂和导电剂的副作用，提升能量密度。

•柔性电池应用：静电纺丝纤维膜的高柔韧性适用于可穿戴设备中的柔性锂电池。

2.5 复合功能化改性

•金属/碳共修饰纤维：静电纺丝结合后续退火工艺，在正极纤维中引入金属纳米颗粒（如Ag、Cu）或氮掺杂碳，增强催化活性和界面电荷转移。

•固态电解质复合正极：通过静电纺丝将固态电解质（如LLZO、LATP）与正极材料复合，优化固-固界面接触，提升全固态电池性能。

2.6高电压/高容量正极材料优化

•高压钴酸锂（LiCoO₂）纤维：通过静电纺丝调控纤维形貌（如纳米片组装纤维），抑制高压下的结构相变和钴溶解。

•富锂锰基正极（Li-rich NCM）：静电纺丝制备多孔纤维结构，缓解氧释放和电压衰减问题。

3. 其他关键组件的应用

•固态电解质：静电纺丝制备的凝胶聚合物电解质（如PVDF基材料）通过调控纤维网络结构，平衡离子电导率与机械强度，推动固态电池发展。  

•柔性电池设计：静电纺丝纳米纤维膜的高柔韧性和可拉伸性，使其成为可穿戴设备用柔性电池的理想基材。

1. 结构可控性

静电纺丝可通过调节溶液参数（浓度、黏度）、电场强度和接收装置，精确设计纤维的直径（50 nm–5 μm）、孔隙率（30–90%）及形貌（核壳、中空、多通道），满足不同电池组件的需求。  

2. 可扩展性

规模化生产：佛山微迈科技有限公司等企业开发的1万针静电纺丝设备，可连续制备1800mm宽纳米纤维膜，采用全针头的纺丝模式避免了无针式自由液面的不稳定和不均匀性，大大降低了膜面的残次点出现的概率，纤维直径窄且可控，结构稳定，推动产业化进程。  

未来，随着多尺度结构设计、智能材料开发和绿色工艺的突破，静电纺丝技术有望推动锂离子电池向高能量密度、高安全性和环境友好方向迈进，为新能源汽车和储能产业注入新动力。