Tahke elektrolüüdi vahefaasi (SEI) kasutatakse laialdaselt töötavates akudes anoodi ja elektrolüüdi vahel moodustunud uue faasi kirjeldamiseks. Suure energiatihedusega liitiummetalli (Li) akusid takistab oluliselt dendriitne liitiumi sadestumine, mida juhib ebaühtlane SEI. Kuigi sellel on ainulaadsed eelised liitiumi sadestumise ühtluse parandamisel, ei ole anioonidest saadud SEI mõju praktilistes rakendustes ideaalne. Hiljuti tegi Tsinghua ülikooli Zhang Qiangi uurimisrühm ettepaneku kasutada anioonide retseptoreid elektrolüüdi struktuuri reguleerimiseks, et luua stabiilne anioonidest saadud SEI. Elektrondefitsiitsete boori aatomitega tris(pentafluorofenüül)boraani aniooni retseptor (TPFPB) interakteerub bis(fluorosulfoonimiid) aniooniga (FSI-), vähendades FSI- redutseerimisstabiilsust. Lisaks on TFPPB juuresolekul muutunud FSI- ioonklastrite (AGG) tüüp elektrolüüdis ja FSI- interakteerub rohkema Li+ iooniga. Seega soodustatakse FSI⁻ lagunemist Li₂S-i saamiseks ja anioonidest saadud SEI stabiilsus paraneb.
SEI koosneb elektrolüüdi redutseerivatest lagunemissaadustest. SEI koostist ja struktuuri kontrollib peamiselt elektrolüüdi struktuur, st lahusti, aniooni ja Li+ iooni mikroskoopiline interaktsioon. Elektrolüüdi struktuur muutub mitte ainult lahusti tüübi ja liitiumisoola, vaid ka soola kontsentratsiooni järgi. Viimastel aastatel on kõrge kontsentratsiooniga elektrolüüdid (HCE) ja lokaliseeritud kõrge kontsentratsiooniga elektrolüüdid (LHCE) näidanud ainulaadseid eeliseid liitiummetallanoodide stabiliseerimisel stabiilse SEI moodustamise kaudu. Lahusti ja liitiumsoola molaarsuhe on madal (alla 2) ning anioonid viiakse Li+ esimesse solvatatsioonikihti, moodustades kontaktioonpaare (CIP) ja agregatsiooni (AGG) HCE-s või LHCE-s. SEI koostist reguleerivad seejärel anioonid HCE-s ja LHCE-s, mida nimetatakse anioonidest saadud SEI-ks. Vaatamata oma atraktiivsele jõudlusele liitiummetallanoodide stabiliseerimisel ei ole praegused anioonidest saadud SEI-d praktiliste tingimuste väljakutsete rahuldamiseks piisavad. Seetõttu on vaja anioonidest saadud SEI stabiilsust ja ühtlust veelgi parandada, et tegelikes tingimustes tekkivatest väljakutsetest üle saada.
Anioonid CIP ja AGG kujul on anioonid, mis on anioonidest saadud SEI peamised eelkäijad. Üldiselt reguleerib Li+ anioonide elektrolüüdi struktuuri kaudselt, kuna lahusti ja lahjendi molekulide positiivne laeng on nõrgalt lokaliseeritud ega saa anioonidega otseselt suhelda. Seetõttu on anioonsete elektrolüütide struktuuri reguleerimise uued strateegiad anioonidega otsese suhtlemise kaudu väga oodatud.
Postituse aeg: 22. november 2021