(Anoda litijum metala) Međufazna faza novog čvrstog elektrolita dobijenog od anjona

Međufaza čvrstog elektrolita (SEI) se široko koristi za opisivanje nove faze koja se formira između anode i elektrolita u radnim baterijama.Litijumske (Li) metalne baterije visoke gustine energije ozbiljno su otežane dendritskim taloženjem litijuma vođenim neujednačenim SEI.Iako ima jedinstvene prednosti u poboljšanju ujednačenosti taloženja litijuma, u praktičnim primjenama, učinak SEI izvedene iz anjona nije idealan.Nedavno je istraživačka grupa Zhang Qianga sa Univerziteta Tsinghua predložila korištenje anjonskih receptora za prilagođavanje strukture elektrolita kako bi se konstruirao stabilan SEI izveden iz anjona.Tris(pentafluorofenil)boran anjonski receptor (TPFPB) sa atomima bora sa nedostatkom elektrona stupa u interakciju sa bis(fluorosulfonimid) anjonom (FSI-) kako bi smanjio redukcijsku stabilnost FSI-.Pored toga, u prisustvu TFPPB, tip jonskih klastera (AGG) FSI- u elektrolitu se promenio, a FSI- interaguje sa više Li+.Zbog toga se razgradnja FSI- potiče da proizvede Li2S, a stabilnost anjonskog SEI-a je poboljšana.

SEI se sastoji od reduktivnih proizvoda razgradnje elektrolita.Sastav i struktura SEI uglavnom su kontrolirani strukturom elektrolita, odnosno mikroskopskom interakcijom između rastvarača, anjona i Li+.Struktura elektrolita se mijenja ne samo s vrstom otapala i litijeve soli, već i s koncentracijom soli.Poslednjih godina, elektrolit visoke koncentracije (HCE) i lokalizovani elektrolit visoke koncentracije (LHCE) pokazali su jedinstvene prednosti u stabilizaciji litijum metalnih anoda formiranjem stabilnog SEI.Molarni omjer rastvarača prema litijumskoj soli je nizak (manji od 2) i anjoni se uvode u prvi solvatacioni omotač Li+, formirajući kontaktne jonske parove (CIP) i agregaciju (AGG) u HCE ili LHCE.Sastav SEI naknadno se reguliše anjonima u HCE i LHCE, što se naziva SEI izvedenom iz aniona.Uprkos svojim atraktivnim performansama u stabilizaciji litijum metalnih anoda, trenutni SEI izvedeni iz anjona nisu dovoljni da odgovore na izazove praktičnih uslova.Stoga je neophodno dodatno poboljšati stabilnost i uniformnost SEI izvedene iz anjona kako bi se prevazišli izazovi u stvarnim uslovima.

Anioni u obliku CIP i AGG su glavni prekursori za SEI izvedene iz anjona.Općenito, elektrolitsku strukturu aniona indirektno regulira Li+, jer je pozitivni naboj molekula rastvarača i razrjeđivača slabo lokaliziran i ne može direktno stupiti u interakciju s anionima.Stoga se vrlo očekuju nove strategije za regulaciju strukture anjonskih elektrolita direktnom interakcijom s anionima.