L'interfase elettrolitica solida (SEI) è ampiamente utilizzata per descrivere la nuova fase che si forma tra l'anodo e l'elettrolita nelle batterie in funzione. Le batterie al litio (Li) metallico ad alta densità energetica sono gravemente ostacolate dalla deposizione dendritica del litio guidata da una SEI non uniforme. Sebbene presenti vantaggi unici nel migliorare l'uniformità della deposizione del litio, nelle applicazioni pratiche l'effetto della SEI derivata da anioni non è ideale. Recentemente, il gruppo di ricerca di Zhang Qiang dell'Università di Tsinghua ha proposto di utilizzare recettori anionici per regolare la struttura dell'elettrolita e costruire una SEI derivata da anioni stabile. Il recettore anionico del tris(pentafluorofenil)borano (TPFPB) con atomi di boro elettron-deficienti interagisce con l'anione bis(fluorosulfonimmide) (FSI-) per ridurre la stabilità di riduzione di FSI-. Inoltre, in presenza di TFPPB, il tipo di cluster ionici (AGG) di FSI- nell'elettrolita è cambiato e FSI- interagisce con più Li+. Pertanto, la decomposizione di FSI- viene promossa per produrre Li2S e la stabilità dell'SEI derivato dall'anione risulta migliorata.
L'elettrolita ad alta concentrazione (SEI) è composto dai prodotti di decomposizione riduttiva dell'elettrolita. La composizione e la struttura dell'elettrolita ad alta concentrazione (SEI) sono principalmente controllate dalla struttura dell'elettrolita, ovvero dall'interazione microscopica tra solvente, anione e Li+. La struttura dell'elettrolita varia non solo in base al tipo di solvente e al sale di litio, ma anche in base alla concentrazione del sale. Negli ultimi anni, l'elettrolita ad alta concentrazione (HCE) e l'elettrolita ad alta concentrazione localizzata (LHCE) hanno mostrato vantaggi unici nella stabilizzazione degli anodi di litio metallico, formando un elettrolita ad alta concentrazione (SEI) stabile. Il rapporto molare tra solvente e sale di litio è basso (inferiore a 2) e gli anioni vengono introdotti nella prima guaina di solvatazione di Li+, formando coppie ioniche di contatto (CIP) e aggregazione (AGG) in HCE o LHCE. La composizione dell'elettrolita ad alta concentrazione (SEI) è successivamente regolata dagli anioni in HCE e LHCE, che viene definito elettrolita ad alta concentrazione localizzata (SEI) derivato da anioni. Nonostante le loro interessanti prestazioni nella stabilizzazione degli anodi di litio metallico, gli attuali SEI derivati da anioni non sono sufficienti ad affrontare le sfide delle condizioni pratiche. Pertanto, è necessario migliorare ulteriormente la stabilità e l'uniformità degli SEI derivati da anioni per superare le sfide nelle condizioni reali.
Gli anioni sotto forma di CIP e AGG sono i principali precursori dell'elettrolisi anionica anionica (SEI). In generale, la struttura elettrolitica degli anioni è regolata indirettamente da Li+, poiché la carica positiva delle molecole di solvente e diluente è debolmente localizzata e non può interagire direttamente con gli anioni. Pertanto, sono fortemente attese nuove strategie per regolare la struttura degli elettroliti anionici interagendo direttamente con gli anioni.
Data di pubblicazione: 22-11-2021