(آند فلزی لیتیوم) فاز سطحی الکترولیت جامد مشتق از آنیون جدید

interphase الکترولیت جامد (SEI) به طور گسترده ای برای توصیف فاز جدید تشکیل شده بین آند و الکترولیت در باتری های کار استفاده می شود. باتری های فلزی لیتیوم با چگالی انرژی بالا (LI) توسط رسوب لیتیوم دندریتیک هدایت شده توسط SEI غیر یکنواخت به شدت مانع می شوند. اگرچه از مزایای منحصر به فرد در بهبود یکنواختی رسوب لیتیوم برخوردار است ، در کاربردهای عملی ، تأثیر SEI مشتق از آنیون ایده آل نیست. به تازگی ، گروه تحقیقاتی ژانگ کیانگ از دانشگاه Tsinghua پیشنهاد کرد از گیرنده های آنیون برای تنظیم ساختار الکترولیت برای ساخت یک SEI مشتق از آنیون پایدار استفاده کند. گیرنده آنیون Borane Tris (Pentafluorophenyl) (TPFPB) با اتم های بور با کمبود الکترونی با آنیون BIS (Fluorosulfonimide) (FSI) در تعامل است تا پایداری کاهش FSI را کاهش دهد. علاوه بر این ، در حضور TFPPB ، نوع خوشه های یونی (AGG) FSI- در الکترولیت تغییر کرده است ، و FSI با LI+بیشتر تعامل دارد. بنابراین ، تجزیه FSI برای تولید LI2 ترویج می شود و ثبات SEI مشتق از آنیون بهبود می یابد.

SEI از محصولات تجزیه کاهش یافته الکترولیت تشکیل شده است. ترکیب و ساختار SEI عمدتاً توسط ساختار الکترولیت ، یعنی تعامل میکروسکوپی بین حلال ، آنیون و لی+کنترل می شود. ساختار الکترولیت نه تنها با نوع نمک و نمک لیتیوم بلکه با غلظت نمک نیز تغییر می کند. در سالهای اخیر ، الکترولیت با غلظت بالا (HCE) و الکترولیت با غلظت بالا (LHCE) با تشکیل یک SEI پایدار ، مزایای منحصر به فردی در تثبیت آندهای لیتیوم فلزی نشان داده اند. نسبت مولی حلال به نمک لیتیوم کم است (کمتر از 2) و آنیون ها به اولین غلاف نجات Li+معرفی می شوند و جفت های یون تماس (CIP) و تجمع (AGG) را در HCE یا LHCE تشکیل می دهند. ترکیب SEI متعاقباً توسط آنیون ها در HCE و LHCE تنظیم می شود ، که به آن SEI مشتق از آنیون گفته می شود. علیرغم عملکرد جذاب آن در تثبیت آنگاههای فلزی لیتیوم ، SEI های فعلی مشتق از آنیون در رفع چالش های شرایط عملی کافی نیستند. بنابراین ، لازم است که برای غلبه بر چالش ها در شرایط واقعی ، ثبات و یکنواختی SEI مشتق از آنیون را بهبود بخشید.

آنیونها به صورت CIP و AGG پیشروهای اصلی SEI مشتق از آنیون هستند. به طور کلی ، ساختار الکترولیت آنیون ها به طور غیرمستقیم توسط Li+تنظیم می شود ، زیرا بار مثبت مولکولهای حلال و رقیق کننده ضعیف بومی سازی شده و نمی تواند مستقیماً با آنیون ها تعامل داشته باشد. بنابراین ، استراتژی های جدید برای تنظیم ساختار الکترولیت های آنیونی با تعامل مستقیم با آنیون ها بسیار پیش بینی می شود.