(anoda lithiového kovu) Mezifázová fáze nového pevného elektrolytu odvozeného od aniontů

Solid Electrolyte Interphase (SEI) se široce používá k popisu nové fáze vytvořené mezi anodou a elektrolytem v pracovních bateriích.Lithiové (Li) kovové baterie s vysokou hustotou energie jsou vážně omezovány dendritickým lithiovým usazováním řízeným nerovnoměrným SEI.Ačkoli má jedinečné výhody ve zlepšení rovnoměrnosti ukládání lithia, v praktických aplikacích není účinek SEI odvozeného od aniontů ideální.Nedávno výzkumná skupina Zhang Qiang z univerzity Tsinghua navrhla použití aniontových receptorů k úpravě struktury elektrolytu pro vytvoření stabilní SEI odvozené od aniontů.Tris(pentafluorfenyl)boranový aniontový receptor (TPFPB) s elektronově deficitními atomy boru interaguje s bis(fluorsulfonimidovým) aniontem (FSI-), aby se snížila redukční stabilita FSI-.Kromě toho se v přítomnosti TFPPB změnil typ iontových shluků (AGG) FSI- v elektrolytu a FSI- interaguje s větším množstvím Li+.Proto je podporován rozklad FSI- za vzniku Li2S a stabilita SEI odvozeného od aniontů je zlepšena.

SEI se skládá z produktů redukčního rozkladu elektrolytu.Složení a struktura SEI jsou řízeny především strukturou elektrolytu, tj. mikroskopickou interakcí mezi rozpouštědlem, aniontem a Li+.Struktura elektrolytu se mění nejen s typem rozpouštědla a lithné soli, ale také s koncentrací soli.V posledních letech ukázaly vysoce koncentrovaný elektrolyt (HCE) a lokalizovaný vysokokoncentrační elektrolyt (LHCE) jedinečné výhody při stabilizaci lithiových kovových anod vytvořením stabilní SEI.Molární poměr rozpouštědla k lithné soli je nízký (méně než 2) a anionty jsou zaváděny do prvního solvatačního pláště Li+, čímž se tvoří kontaktní iontové páry (CIP) a agregace (AGG) v HCE nebo LHCE.Složení SEI je následně regulováno anionty v HCE a LHCE, což se nazývá aniontově odvozené SEI.Navzdory svému atraktivnímu výkonu při stabilizaci lithiových kovových anod jsou současné aniontové SEI nedostatečné pro řešení problémů praktických podmínek.Proto je nutné dále zlepšovat stabilitu a uniformitu aniontové SEI, aby bylo možné překonat problémy za skutečných podmínek.

Anionty ve formě CIP a AGG jsou hlavními prekurzory pro SEI odvozené od aniontů.Obecně je struktura elektrolytu aniontů nepřímo regulována Li+, protože kladný náboj molekul rozpouštědla a ředidla je slabě lokalizován a nemůže přímo interagovat s anionty.Proto se vysoce očekávají nové strategie pro regulaci struktury aniontových elektrolytů přímou interakcí s anionty.