Međufaza krutog elektrolita (SEI) široko se koristi za opisivanje nove faze koja se formira između anode i elektrolita u ispravnim baterijama. Litijeve (Li) metalne baterije visoke gustoće energije ozbiljno su otežane dendritskim taloženjem litija vođenim neujednačenim SEI-jem. Iako ima jedinstvene prednosti u poboljšanju ujednačenosti taloženja litija, u praktičnim primjenama učinak SEI-ja izvedenog iz aniona nije idealan. Nedavno je istraživačka skupina Zhang Qianga sa Sveučilišta Tsinghua predložila korištenje anionskih receptora za prilagodbu strukture elektrolita kako bi se konstruirao stabilan SEI izveden iz aniona. Tris(pentafluorofenil)boranski anionski receptor (TPFPB) s atomima bora kojima nedostaju elektroni interagira s bis(fluorosulfonimidnim) anionom (FSI-) kako bi se smanjila stabilnost redukcije FSI-. Osim toga, u prisutnosti TFPPB-a, vrsta ionskih klastera (AGG) FSI- u elektrolitu se promijenila, a FSI- interagira s više Li+. Stoga se potiče razgradnja FSI- kako bi se proizveo Li2S, a poboljšava se 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 otapala, aniona i Li+. Struktura elektrolita mijenja se ne samo s vrstom otapala i litijeve soli, već i s koncentracijom soli. Posljednjih godina, elektrolit visoke koncentracije (HCE) i lokalizirani elektrolit visoke koncentracije (LHCE) pokazali su jedinstvene prednosti u stabilizaciji litijevih metalnih anoda stvaranjem stabilnog SEI. Molarni omjer otapala i litijeve soli je nizak (manji od 2), a anioni se unose u prvi solvatni omotač Li+, stvarajući kontaktne ionske parove (CIP) i agregaciju (AGG) u HCE ili LHCE. Sastav SEI potom reguliraju anioni u HCE i LHCE, što se naziva SEI izveden iz aniona. Unatoč atraktivnim performansama u stabilizaciji litijevih metalnih anoda, trenutni SEI izvedeni iz aniona nisu dovoljni za suočavanje s izazovima praktičnih uvjeta. Stoga je potrebno dodatno poboljšati stabilnost i ujednačenost SEI dobivenog iz aniona kako bi se prevladali izazovi u stvarnim uvjetima.
Anioni u obliku CIP-a i AGG-a glavni su prekursori za SEI izveden iz aniona. Općenito, elektrolitnu strukturu aniona neizravno regulira Li+, jer je pozitivni naboj molekula otapala i razrjeđivača slabo lokaliziran i ne može izravno stupiti u interakciju s anionima. Stoga se s nestrpljenjem očekuju nove strategije za regulaciju strukture anionskih elektrolita izravnom interakcijom s anionima.
Vrijeme objave: 22. studenog 2021.