La interfase electrolítica sólida (ISE) se utiliza ampliamente para describir la nueva fase formada entre el ánodo y el electrolito en baterías en funcionamiento. Las baterías de litio (Li) de alta densidad energética se ven gravemente afectadas por la deposición dendrítica de litio guiada por una ISE no uniforme. Si bien presenta ventajas únicas para mejorar la uniformidad de la deposición de litio, en aplicaciones prácticas, el efecto de la ISE derivada de aniones no es ideal. Recientemente, el grupo de investigación de Zhang Qiang, de la Universidad de Tsinghua, propuso el uso de receptores de aniones para ajustar la estructura del electrolito y construir una ISE estable derivada de aniones. El receptor de aniones tris(pentafluorofenil)borano (TPFPB), con átomos de boro deficientes en electrones, interactúa con el anión bis(fluorosulfonimida) (FSI-) para reducir la estabilidad de reducción de FSI-. Además, en presencia de TFPPB, el tipo de clústeres iónicos (AGG) de FSI⁻ en el electrolito ha cambiado, y FSI⁻ interactúa con más Li⁻. Por lo tanto, se promueve la descomposición de FSI⁻ para producir Li₂S y se mejora la estabilidad del SEI derivado de aniones.
El SEI se compone de los productos de descomposición reductora del electrolito. La composición y la estructura del SEI están controladas principalmente por la estructura del electrolito, es decir, la interacción microscópica entre el disolvente, el anión y Li+. La estructura del electrolito cambia no solo con el tipo de disolvente y la sal de litio, sino también con la concentración de la sal. En los últimos años, el electrolito de alta concentración (HCE) y el electrolito de alta concentración localizada (LHCE) han demostrado ventajas únicas en la estabilización de ánodos de metal de litio mediante la formación de un SEI estable. La relación molar de disolvente a sal de litio es baja (menos de 2) y los aniones se introducen en la primera vaina de solvatación de Li+, formando pares de iones de contacto (CIP) y agregación (AGG) en HCE o LHCE. La composición del SEI es posteriormente regulada por los aniones en HCE y LHCE, lo que se denomina SEI derivado de aniones. A pesar de su atractivo rendimiento en la estabilización de ánodos de litio metálico, los SEI derivados de aniones actuales son insuficientes para afrontar las exigencias de las condiciones prácticas. Por lo tanto, es necesario mejorar aún más la estabilidad y uniformidad de los SEI derivados de aniones para superar las dificultades en condiciones reales.
Los aniones en forma de CIP y AGG son los principales precursores de la SEI derivada de aniones. En general, la estructura electrolítica de los aniones está regulada indirectamente por el Li+, ya que la carga positiva de las moléculas de disolvente y diluyente está débilmente localizada y no puede interactuar directamente con los aniones. Por lo tanto, se esperan nuevas estrategias para regular la estructura de los electrolitos aniónicos mediante la interacción directa con los aniones.
Hora de publicación: 22 de noviembre de 2021