Termín „mezifáze pevného elektrolytu“ (SEI) se široce používá k popisu nové fáze vytvořené mezi anodou a elektrolytem v pracujících bateriích. Lithium-kovové baterie s vysokou energetickou hustotou (Li) jsou silně omezovány dendritickou depozicí lithia, která je způsobena nerovnoměrnou SEI. Ačkoli má jedinečné výhody ve zlepšení rovnoměrnosti depozice lithia, v praktických aplikacích není účinek SEI odvozené od aniontů ideální. Nedávno výzkumná skupina Zhang Qiang z Univerzity Tsinghua navrhla použití aniontových receptorů k úpravě struktury elektrolytu a vytvoření stabilní SEI odvozené od aniontů. Tris(pentafluorfenyl)boranový aniontový receptor (TPFPB) s elektronově deficitními atomy boru interaguje s bis(fluorsulfonimidovým) aniontem (FSI-) a snižuje tak redukční stabilitu FSI-. Kromě toho se v přítomnosti TFPPB změnil typ iontových shluků (AGG) FSI- v elektrolytu a FSI- interaguje s větším množstvím Li+. Proto je podporován rozklad FSI- za vzniku Li2S a zlepšuje se stabilita SEI odvozeného od aniontů.
SEI se skládá z redukčních rozkladných produktů elektrolytu. Složení a struktura SEI jsou řízeny především strukturou elektrolytu, tj. mikroskopickou interakcí mezi rozpouštědlem, aniontem a Li+. Struktura elektrolytu se mění nejen s typem rozpouštědla a lithné soli, ale také s koncentrací soli. V posledních letech se ukázalo, že vysoce koncentrovaný elektrolyt (HCE) a lokalizovaný vysoce koncentrovaný elektrolyt (LHCE) mají jedinečné výhody při stabilizaci lithiových kovových anod vytvořením stabilního SEI. Molární poměr rozpouštědla k lithné soli je nízký (méně než 2) a anionty se zavádějí do první solvatační vrstvy Li+, čímž vytvářejí kontaktní iontové páry (CIP) a agregaci (AGG) v HCE nebo LHCE. Složení SEI je následně regulováno anionty v HCE a LHCE, což se nazývá SEI odvozený od aniontů. Navzdory atraktivnímu výkonu při stabilizaci lithiových kovových anod jsou současné SEI odvozené od aniontů nedostatečné pro splnění náročných praktických podmínek. Proto je nutné dále zlepšit stabilitu a uniformitu SEI odvozené od aniontů, aby se překonaly problémy v reálných podmínkách.
Anionty ve formě CIP a AGG jsou hlavními prekurzory pro SEI odvozený od aniontů. Obecně je elektrolytická struktura aniontů nepřímo regulována Li+, protože kladný náboj molekul rozpouštědla a ředidla je slabě lokalizován a nemůže přímo interagovat s anionty. Proto se s velkým očekáváním objevují nové strategie pro regulaci struktury aniontových elektrolytů přímou interakcí s anionty.
Čas zveřejnění: 22. listopadu 2021