Solid Electrolyte Interphase (SEI) er mye brukt for å beskrive den nye fasen som dannes mellom anoden og elektrolytten i fungerende batterier.Litium-(Li)-metallbatterier med høy energitetthet er sterkt hemmet av dendritisk litiumavsetning styrt av ikke-uniform SEI.Selv om det har unike fordeler med å forbedre ensartetheten av litiumavsetning, i praktiske applikasjoner, er effekten av anion-avledet SEI ikke ideell.Nylig foreslo Zhang Qiangs forskningsgruppe fra Tsinghua University å bruke anionreseptorer for å justere elektrolyttstrukturen for å konstruere en stabil anion-avledet SEI.Tris(pentafluorfenyl)boranionreseptoren (TPFPB) med elektronmangelfulle boratomer interagerer med bis(fluorsulfonimid)anionet (FSI-) for å redusere reduksjonsstabiliteten til FSI-.I tillegg, i nærvær av TFPPB, har typen ioneklynger (AGG) av FSI- i elektrolytten endret seg, og FSI- samhandler med mer Li+.Derfor fremmes nedbrytningen av FSI- for å produsere Li2S, og stabiliteten til anion-avledet SEI forbedres.
SEI er sammensatt av de reduktive nedbrytningsproduktene av elektrolytt.Sammensetningen og strukturen til SEI styres hovedsakelig av strukturen til elektrolytten, det vil si den mikroskopiske interaksjonen mellom løsningsmidlet, anion og Li+.Strukturen til elektrolytten endres ikke bare med typen løsemiddel og litiumsalt, men også med konsentrasjonen av saltet.De siste årene har høykonsentrasjonselektrolytt (HCE) og lokalisert høykonsentrasjonselektrolytt (LHCE) vist unike fordeler ved å stabilisere litiummetallanoder ved å danne en stabil SEI.Det molare forholdet mellom løsningsmiddel og litiumsalt er lavt (mindre enn 2) og anioner introduseres i den første solvasjonskappen til Li+, og danner kontaktionepar (CIP) og aggregering (AGG) i HCE eller LHCE.Sammensetningen av SEI blir deretter regulert av anioner i HCE og LHCE, som kalles anion-avledet SEI.Til tross for sin attraktive ytelse i stabilisering av litiummetallanoder, er nåværende anion-avledede SEI-er utilstrekkelige til å møte utfordringene med praktiske forhold.Derfor er det nødvendig å ytterligere forbedre stabiliteten og ensartetheten til anion-avledet SEI for å overvinne utfordringene under faktiske forhold.
Anioner i form av CIP og AGG er de viktigste forløperne for anion-avledet SEI.Generelt er elektrolyttstrukturen til anioner indirekte regulert av Li+, fordi den positive ladningen til løsemiddel- og fortynningsmolekyler er svakt lokalisert og ikke kan samhandle direkte med anioner.Derfor er nye strategier for regulering av strukturen til anioniske elektrolytter ved direkte interaksjon med anioner etterlengtet.
Innleggstid: 22. november 2021