(Anode logam litium) Fase antarmuka elektrolit padat turunan anion baru

Antarmuka Elektrolit Padat (SEI) banyak digunakan untuk menggambarkan fase baru yang terbentuk antara anoda dan elektrolit dalam baterai yang berfungsi. Baterai logam litium (Li) dengan densitas energi tinggi sangat terhambat oleh deposisi litium dendritik yang dipandu oleh SEI yang tidak seragam. Meskipun memiliki keunggulan unik dalam meningkatkan keseragaman deposisi litium, dalam aplikasi praktis, efek SEI yang berasal dari anion tidaklah ideal. Baru-baru ini, kelompok riset Zhang Qiang dari Universitas Tsinghua mengusulkan penggunaan reseptor anion untuk menyesuaikan struktur elektrolit guna membangun SEI yang berasal dari anion yang stabil. Reseptor anion tris(pentafluorofenil)borana (TPFPB) dengan atom boron yang kekurangan elektron berinteraksi dengan anion bis(fluorosulfonimida) (FSI-) untuk mengurangi stabilitas reduksi FSI-. Selain itu, dengan adanya TFPPB, jenis gugus ion (AGG) FSI- dalam elektrolit telah berubah, dan FSI- berinteraksi dengan lebih banyak Li+. Oleh karena itu, dekomposisi FSI- dipromosikan untuk menghasilkan Li2S, dan stabilitas SEI yang berasal dari anion ditingkatkan.

SEI terdiri dari produk dekomposisi reduktif elektrolit. Komposisi dan struktur SEI terutama dikendalikan oleh struktur elektrolit, yaitu interaksi mikroskopis antara pelarut, anion, dan Li+. Struktur elektrolit berubah tidak hanya dengan jenis pelarut dan garam litium, tetapi juga dengan konsentrasi garam. Dalam beberapa tahun terakhir, elektrolit konsentrasi tinggi (HCE) dan elektrolit konsentrasi tinggi terlokalisasi (LHCE) telah menunjukkan keunggulan unik dalam menstabilkan anoda logam litium dengan membentuk SEI yang stabil. Rasio molar pelarut terhadap garam litium rendah (kurang dari 2) dan anion dimasukkan ke dalam selubung solvasi pertama Li+, membentuk pasangan ion kontak (CIP) dan agregasi (AGG) dalam HCE atau LHCE. Komposisi SEI selanjutnya diatur oleh anion dalam HCE dan LHCE, yang disebut SEI turunan anion. Meskipun kinerjanya menarik dalam menstabilkan anoda logam litium, SEI turunan anion yang ada saat ini belum memadai untuk memenuhi tantangan kondisi praktis. Oleh karena itu, perlu dilakukan peningkatan stabilitas dan keseragaman SEI turunan anion untuk mengatasi tantangan tersebut dalam kondisi aktual.

Anion dalam bentuk CIP dan AGG merupakan prekursor utama SEI turunan anion. Secara umum, struktur elektrolit anion diatur secara tidak langsung oleh Li+, karena muatan positif molekul pelarut dan pengencer terlokalisasi secara lemah dan tidak dapat berinteraksi langsung dengan anion. Oleh karena itu, strategi baru untuk mengatur struktur elektrolit anionik melalui interaksi langsung dengan anion sangat dinantikan.