Қатты электролит интерфазасы (ҚЭФ) жұмыс істейтін батареяларда анод пен электролит арасында пайда болған жаңа фазаны сипаттау үшін кеңінен қолданылады. Жоғары энергия тығыздығы бар литий (Li) металл батареялары біркелкі емес ҚЭФ басқаратын дендритті литий тұндыруымен қатты кедергі келтіреді. Литий тұндыруының біркелкілігін жақсартуда ерекше артықшылықтары болғанымен, практикалық қолдануда анионнан алынған ҚЭФ әсері идеалды емес. Жақында Цинхуа университетінің Чжан Цянның зерттеу тобы тұрақты анионнан алынған ҚЭФ құру үшін электролит құрылымын реттеу үшін анион рецепторларын пайдалануды ұсынды. Электрон жетіспейтін бор атомдары бар трис(пентафторфенил)боран анион рецепторы (ТҚЭФПБ) FSI- тотықсыздану тұрақтылығын төмендету үшін бис(фторсульфонимид) анионымен (FSI-) әрекеттеседі. Сонымен қатар, TFPPB қатысуымен электролиттегі FSI- ион кластерлерінің (AGG) түрі өзгерді, ал FSI- көбірек Li+-пен әрекеттеседі. Сондықтан, FSI- ыдырауы Li2S түзілуіне ықпал етеді және анионнан алынған SEI тұрақтылығы жақсарады.
SEI электролиттің тотықсыздандырғыш ыдырау өнімдерінен тұрады. SEI құрамы мен құрылымы негізінен электролиттің құрылымымен, яғни еріткіш, анион және Li+ арасындағы микроскопиялық өзара әрекеттесумен бақыланады. Электролиттің құрылымы тек еріткіш түрі мен литий тұзымен ғана емес, сонымен қатар тұздың концентрациясымен де өзгереді. Соңғы жылдары жоғары концентрациялы электролит (HCE) және локализацияланған жоғары концентрациялы электролит (LHCE) тұрақты SEI қалыптастыру арқылы литий металл анодтарын тұрақтандыруда бірегей артықшылықтар көрсетті. Еріткіштің литий тұзына молярлық қатынасы төмен (2-ден аз) және аниондар Li+ бірінші сольватация қабығына енгізіліп, HCE немесе LHCE-де байланыс иондары жұптарын (CIP) және агрегацияны (AGG) түзеді. SEI құрамы кейіннен HCE және LHCE-дегі аниондармен реттеледі, ол анионнан алынған SEI деп аталады. Литий металл анодтарын тұрақтандырудағы тартымды өнімділігіне қарамастан, қазіргі анионнан алынған SEI практикалық жағдайлардың қиындықтарын шешуде жеткіліксіз. Сондықтан, нақты жағдайларда кездесетін қиындықтарды жеңу үшін анионнан алынған SEI тұрақтылығы мен біркелкілігін одан әрі жақсарту қажет.
CIP және AGG түріндегі аниондар анионнан алынған SEI-дің негізгі прекурсорлары болып табылады. Жалпы алғанда, аниондардың электролиттік құрылымы Li+ арқылы жанама түрде реттеледі, себебі еріткіш пен сұйылтқыш молекулаларының оң заряды әлсіз орналасқан және аниондармен тікелей әрекеттесе алмайды. Сондықтан, аниондармен тікелей әрекеттесу арқылы аниондық электролиттердің құрылымын реттеудің жаңа стратегиялары жоғары күтілуде.
Жарияланған уақыты: 2021 жылғы 22 қараша