Терминът „твърд електролитен интерфазен фаз (SEI)“ се използва широко за описание на новата фаза, образувана между анода и електролита в работещи батерии. Литиево-металните батерии с висока енергийна плътност (Li) са силно затруднени от дендритно отлагане на литий, водено от неравномерно SEI. Въпреки че има уникални предимства за подобряване на равномерността на отлагането на литий, в практически приложения ефектът на анионно-производното SEI не е идеален. Наскоро изследователската група на Джан Цянг от университета Цинхуа предложи да се използват анионни рецептори за регулиране на структурата на електролита, за да се изгради стабилно анионно-производно SEI. Трис(пентафлуорофенил)борановият анионен рецептор (TPFPB) с електронодефицитни борни атоми взаимодейства с бис(флуоросулфонимидния) анион (FSI-), за да намали редукционната стабилност на FSI-. Освен това, в присъствието на TFPPB, видът на йонните клъстери (AGG) на FSI- в електролита се променя и FSI- взаимодейства с повече Li+. Следователно, разграждането на FSI- се насърчава, за да се получи Li2S, и стабилността на SEI, получен от аниони, се подобрява.
SEI се състои от редукционни продукти на разлагане на електролита. Съставът и структурата на SEI се контролират главно от структурата на електролита, т.е. микроскопичното взаимодействие между разтворителя, аниона и Li+. Структурата на електролита се променя не само в зависимост от вида на разтворителя и литиевата сол, но и от концентрацията на солта. През последните години електролитът с висока концентрация (HCE) и локализираният електролит с висока концентрация (LHCE) показват уникални предимства при стабилизиране на литиево-метални аноди чрез образуване на стабилен SEI. Моларното съотношение на разтворителя към литиевата сол е ниско (по-малко от 2) и анионите се въвеждат в първата солватна обвивка на Li+, образувайки контактни йонни двойки (CIP) и агрегация (AGG) в HCE или LHCE. Съставът на SEI впоследствие се регулира от анионите в HCE и LHCE, което се нарича SEI, получен от аниони. Въпреки атрактивните си характеристики при стабилизиране на литиево-метални аноди, настоящите SEI, получени от аниони, са недостатъчни, за да отговорят на предизвикателствата на практическите условия. Следователно е необходимо допълнително да се подобри стабилността и еднородността на SEI, получен от аниони, за да се преодолеят предизвикателствата при реални условия.
Анионите под формата на CIP и AGG са основните прекурсори за SEI, получени от аниони. Като цяло, електролитната структура на анионите се регулира индиректно от Li+, тъй като положителният заряд на молекулите на разтворителя и разредителя е слабо локализиран и не може директно да взаимодейства с анионите. Следователно, новите стратегии за регулиране на структурата на анионните електролити чрез директно взаимодействие с анионите са силно очаквани.
Време на публикуване: 22 ноември 2021 г.