(Լիթիումի մետաղական անոդ) Նոր անիոնից ստացված պինդ էլեկտրոլիտի միջերեսային փուլը

Պինդ էլեկտրոլիտային միջֆազ (ՊԷՄ) տերմինը լայնորեն օգտագործվում է աշխատող մարտկոցներում անոդի և էլեկտրոլիտի միջև առաջացող նոր փուլը նկարագրելու համար: Բարձր էներգիայի խտության լիթիումային (Li) մետաղական մարտկոցները լրջորեն խոչընդոտվում են ոչ միատարր ՊԷՄ-ով ուղղորդվող դենդրիտային լիթիումային նստեցման պատճառով: Չնայած այն ունի եզակի առավելություններ լիթիումի նստեցման միատարրությունը բարելավելու հարցում, գործնական կիրառություններում անիոնից ստացված ՊԷՄ-ի ազդեցությունը իդեալական չէ: Վերջերս Ցինգհուա համալսարանի Չժան Ցյանի հետազոտական խումբը առաջարկեց օգտագործել անիոնային ընկալիչներ՝ էլեկտրոլիտի կառուցվածքը կարգավորելու և կայուն անիոնից ստացված ՊԷՄ կառուցելու համար: Տրիս(պենտաֆտորֆենիլ)բորանային անիոնային ընկալիչը (TPFPB)՝ էլեկտրոն-դեֆիցիտ ունեցող բորի ատոմներով, փոխազդում է բիս(ֆտորսուլֆոնիմիդ) անիոնի (FSI-) հետ՝ նվազեցնելով FSI-ի վերականգնման կայունությունը: Բացի այդ, TFPPB-ի առկայության դեպքում, էլեկտրոլիտում ՊԷՄ-ի իոնային կլաստերների (AGG) տեսակը փոխվել է, և FSI-ն փոխազդում է ավելի շատ Li+-ի հետ: Հետևաբար, FSI--ի քայքայումը խթանվում է՝ Li2S առաջացնելով, և բարելավվում է անիոններից ստացված SEI-ի կայունությունը։

SEI-ն կազմված է էլեկտրոլիտի վերականգնողական քայքայման արգասիքներից: SEI-ի կազմը և կառուցվածքը հիմնականում կարգավորվում են էլեկտրոլիտի կառուցվածքով, այսինքն՝ լուծիչի, անիոնի և Li+-ի միջև մանրադիտակային փոխազդեցությամբ: Էլեկտրոլիտի կառուցվածքը փոխվում է ոչ միայն լուծիչի և լիթիումի աղի տեսակի, այլև աղի կոնցենտրացիայի հետ: Վերջին տարիներին բարձր կոնցենտրացիայի էլեկտրոլիտը (HCE) և տեղայնացված բարձր կոնցենտրացիայի էլեկտրոլիտը (LHCE) ցուցաբերել են եզակի առավելություններ լիթիումի մետաղական անոդների կայունացման գործում՝ ձևավորելով կայուն SEI: Լուծիչի և լիթիումի աղի մոլային հարաբերակցությունը ցածր է (2-ից պակաս), և անիոնները ներմուծվում են Li+-ի առաջին լուծողական թաղանթ՝ ձևավորելով կոնտակտային իոնային զույգեր (CIP) և ագրեգացիա (AGG) HCE-ում կամ LHCE-ում: SEI-ի կազմը հետագայում կարգավորվում է HCE-ում և LHCE-ում անիոններով, որը կոչվում է անիոնից ստացված SEI: Չնայած լիթիումի մետաղական անոդների կայունացման գործում իր գրավիչ կատարողականությանը, ներկայիս անիոնից ստացված SEI-ները բավարար չեն գործնական պայմանների մարտահրավերները հաղթահարելու համար: Հետևաբար, անհրաժեշտ է հետագայում բարելավել անիոններից ստացված SEI-ի կայունությունը և միատարրությունը՝ իրական պայմաններում առկա մարտահրավերները հաղթահարելու համար։

CIP և AGG տեսքով անիոնները անիոններից ստացված SEI-ի հիմնական նախորդներն են։ Ընդհանուր առմամբ, անիոնների էլեկտրոլիտային կառուցվածքը անուղղակիորեն կարգավորվում է Li+-ով, քանի որ լուծիչի և նոսրացուցիչի մոլեկուլների դրական լիցքը թույլ տեղայնացված է և չի կարող ուղղակիորեն փոխազդել անիոնների հետ։ Հետևաբար, մեծ սպասելիքներ կան անիոնային էլեկտրոլիտների կառուցվածքը կարգավորելու նոր ռազմավարությունների՝ անիոնների հետ անմիջական փոխազդեցության միջոցով։