Čvrsta elektrolitna interfaza (SEI) se široko koristi za opisivanje nove faze formirane između anode i elektrolita u ispravnim baterijama. Litijum (Li) metalne baterije visoke gustine energije su ozbiljno otežane dendritskim taloženjem litijuma vođenim neujednačenim SEI. Iako ima jedinstvene prednosti u poboljšanju ujednačenosti taloženja litijuma, u praktičnim primjenama, efekat SEI izvedenog iz aniona nije idealan. Nedavno je istraživačka grupa Zhang Qiang-a sa Univerziteta Tsinghua predložila korištenje anionskih receptora za podešavanje strukture elektrolita kako bi se konstruisao stabilan SEI izveden iz aniona. Tris(pentafluorofenil)boranski anionski receptor (TPFPB) sa atomima bora kojima nedostaju elektroni interaguje sa bis(fluorosulfonimid) anionom (FSI-) kako bi se smanjila redukcijska stabilnost FSI-. Pored toga, u prisustvu TFPPB, tip jonskih klastera (AGG) FSI- u elektrolitu se promijenio, a FSI- interaguje sa više Li+. Stoga se podstiče razgradnja FSI- da bi se proizveo Li2S, a poboljšava se i stabilnost SEI izvedenog iz aniona.
SEI se sastoji od produkata reduktivne razgradnje elektrolita. Sastav i struktura SEI uglavnom su kontrolirani strukturom elektrolita, odnosno mikroskopskom interakcijom između rastvarača, aniona i Li+. Struktura elektrolita se mijenja ne samo s vrstom rastvarača i litijum soli, već i s koncentracijom soli. Posljednjih godina, elektrolit visoke koncentracije (HCE) i lokalizirani elektrolit visoke koncentracije (LHCE) pokazali su jedinstvene prednosti u stabilizaciji litijum metalnih anoda formiranjem stabilnog SEI. Molarni odnos rastvarača i litijum soli je nizak (manji od 2) i anioni se unose u prvi solvatni omotač Li+, formirajući kontaktne jonske parove (CIP) i agregaciju (AGG) u HCE ili LHCE. Sastav SEI je potom reguliran anionima u HCE i LHCE, što se naziva SEI izveden iz aniona. Uprkos atraktivnim performansama u stabilizaciji litijum metalnih anoda, trenutni SEI izvedeni iz aniona nisu dovoljni da odgovore na izazove praktičnih uslova. Stoga je potrebno dodatno poboljšati stabilnost i ujednačenost SEI izvedenog iz aniona kako bi se prevazišli izazovi u stvarnim uslovima.
Anioni u obliku CIP-a i AGG-a su glavni prekursori za SEI izveden iz aniona. Općenito, elektrolitna struktura aniona je indirektno regulirana pomoću Li+, jer je pozitivno naelektrisanje molekula rastvarača i razrjeđivača slabo lokalizirano i ne može direktno interagovati s anionima. Stoga se s nestrpljenjem očekuju nove strategije za regulaciju strukture anionskih elektrolita direktnom interakcijom s anionima.
Vrijeme objave: 22. novembar 2021.