(Lithium metal anode) Tsarin hulɗa na sabon electrolyte mai ƙarfi wanda anion ya samo asali daga ciki

Ana amfani da ƙarfin lantarki mai ƙarfi (SEI) sosai don bayyana sabon matakin da aka samar tsakanin anode da electrolyte a cikin batura masu aiki. Batirin ƙarfe mai yawan kuzari na lithium (Li) yana da matuƙar tasiri ta hanyar ajiyar lithium mai dendritic wanda ba shi da tsari na SEI. Duk da cewa yana da fa'idodi na musamman wajen inganta daidaiton ajiyar lithium, a aikace-aikace na aiki, tasirin SEI da anion ya samo asali ba shi da kyau. Kwanan nan, ƙungiyar bincike ta Zhang Qiang daga Jami'ar Tsinghua ta ba da shawarar amfani da masu karɓar anion don daidaita tsarin electrolyte don gina SEI mai ƙarfi da anion ya samo asali. Mai karɓar anion na tris(pentafluorophenyl)borane (TPFPB) tare da ƙwayoyin boron marasa ƙarfi na electron yana hulɗa da anion na bis(fluorosulfonimide) (FSI-) don rage kwanciyar hankali na FSI-. Bugu da ƙari, a gaban TFPPB, nau'in ion clusters (AGG) na FSI- a cikin electrolyte ya canza, kuma FSI- yana hulɗa da ƙarin Li+. Saboda haka, ana haɓaka rugujewar FSI- don samar da Li2S, kuma kwanciyar hankali na SEI da aka samo daga anion yana inganta.

SEI ya ƙunshi samfuran rage rushewar electrolyte. Tsarin da tsarin SEI galibi ana sarrafa su ta hanyar tsarin electrolyte, wato, hulɗar microscopic tsakanin sinadarin narkewa, anion, da Li+. Tsarin electrolyte yana canzawa ba kawai tare da nau'in sinadarin narkewa da gishirin lithium ba, har ma da yawan gishirin. A cikin 'yan shekarun nan, electrolyte mai yawan maida hankali (HCE) da electrolyte mai yawan maida hankali (LHCE) sun nuna fa'idodi na musamman wajen daidaita anodes na ƙarfe na lithium ta hanyar samar da SEI mai karko. Rabon molar na sinadarin narkewa zuwa gishirin lithium yana da ƙasa (ƙasa da 2) kuma anions ana shigar da su cikin sheath na farko na Li+, suna samar da nau'ikan ion na hulɗa (CIP) da tarawa (AGG) a cikin HCE ko LHCE. Daga baya anions a cikin HCE da LHCE, wanda ake kira SEI da anion ya samo asali. Duk da kyakkyawan aikinsa wajen daidaita anodes na ƙarfe na lithium, SEI da anion ya samo asali ba su isa ba wajen magance ƙalubalen yanayi na aiki. Saboda haka, ya zama dole a ƙara inganta daidaito da daidaiton SEI da aka samo daga anion don shawo kan ƙalubalen a cikin ainihin yanayi.

Anions a cikin nau'in CIP da AGG sune manyan abubuwan da suka fara samar da SEI daga anion. Gabaɗaya, tsarin electrolyte na anions ana sarrafa shi kai tsaye ta hanyar Li+, saboda ƙimar da ke da kyau na ƙwayoyin narkewa da masu narkewa ba ta da ƙarfi kuma ba za su iya hulɗa kai tsaye da anions ba. Saboda haka, ana sa ran sabbin dabarun daidaita tsarin electrolytes na anionic ta hanyar hulɗa kai tsaye da anions.