Fest Elektrolyt-Grenzfläche (SEI) gëtt wäit verbreet benotzt fir déi nei Phas ze beschreiwen, déi tëscht der Anode an dem Elektrolyt a funktionéierende Batterien entsteet. Lithium-Metallbatterien (Li) mat héijer Energiedicht gi staark duerch dendritesch Lithiumoflagerung behënnert, déi vun engem net-uniformen SEI geleet gëtt. Obwuel et eenzegaarteg Virdeeler bei der Verbesserung vun der Uniformitéit vun der Lithiumoflagerung huet, ass den Effekt vum anion-ofgeleeten SEI a prakteschen Uwendungen net ideal. Viru kuerzem huet d'Fuerschungsgrupp vum Zhang Qiang vun der Tsinghua Universitéit virgeschloen, Anionrezeptoren ze benotzen, fir d'Elektrolytstruktur unzepassen, fir e stabile anion-ofgeleeten SEI ze konstruéieren. Den Tris(Pentafluorophenyl)boran-Anionrezeptor (TPFPB) mat elektronenarmen Boratome interagéiert mam Bis(Fluorsulfonimid)-Anion (FSI-), fir d'Reduktiounsstabilitéit vum FSI- ze reduzéieren. Zousätzlech huet sech an der Präsenz vun TFPPB den Typ vun den Ionenclusteren (AGG) vum FSI- am Elektrolyt geännert, an FSI- interagéiert mat méi Li+. Dofir gëtt d'Zersetzung vun FSI- fir d'Produktioun vu Li2S gefördert, an d'Stabilitéit vum anionen-ofgeleeten SEI gëtt verbessert.
SEI besteet aus de reduktive Zersetzungsprodukter vum Elektrolyt. D'Zesummesetzung a Struktur vum SEI ginn haaptsächlech vun der Struktur vum Elektrolyt kontrolléiert, dat heescht vun der mikroskopescher Interaktioun tëscht dem Léisungsmëttel, dem Anion an dem Li+. D'Struktur vum Elektrolyt ännert sech net nëmme mat der Aart vum Léisungsmëttel a Lithiumsalz, mä och mat der Konzentratioun vum Salz. An de leschte Joren hunn héichkonzentréiert Elektrolyt (HCE) an lokaliséiert héichkonzentréiert Elektrolyt (LHCE) eenzegaarteg Virdeeler bei der Stabiliséierung vu Lithiummetallanoden gewisen, andeems se e stabile SEI bilden. De molare Verhältnis vu Léisungsmëttel zu Lithiumsalz ass niddreg (manner wéi 2) an Anionen ginn an déi éischt Solvatiounsmantel vum Li+ agefouert, wouduerch Kontaktionenpaaren (CIP) an Aggregatioun (AGG) am HCE oder LHCE bilden. D'Zesummesetzung vum SEI gëtt duerno vun den Anionen am HCE an LHCE reguléiert, wat als Anion-ofgeleet SEI bezeechent gëtt. Trotz senger attraktiver Leeschtung bei der Stabiliséierung vu Lithiummetallanoden sinn déi aktuell Anion-ofgeleet SEIen net genuch fir den Erausfuerderunge vun de praktesche Konditiounen gerecht ze ginn. Dofir ass et néideg, d'Stabilitéit an d'Uniformitéit vum anionen-ofgeleeten SEI weider ze verbesseren, fir d'Erausfuerderungen ënner tatsächleche Konditiounen ze bewältegen.
Anionen a Form vu CIP an AGG sinn déi wichtegst Virleefer fir anionen-ofgeleet SEI. Am Allgemengen gëtt d'Elektrolytstruktur vun Anionen indirekt duerch Li+ reguléiert, well déi positiv Ladung vu Léisungsmëttel- a Verdënnungsmëttelmoleküle schwaach lokaliséiert ass a kann net direkt mat Anionen interagéieren. Dofir gi mat grousser Opmierksamkeet nei Strategien fir d'Reguléierung vun der Struktur vun anioneschen Elektrolyte duerch direkt Interaktioun mat Anionen erwaart.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 22. November 2021