Kietojo elektrolito tarpfazė (SEI) plačiai naudojama apibūdinti naują fazę, susidariusią tarp anodo ir elektrolito veikiančiose baterijose. Didelio energijos tankio ličio (Li) metalo baterijoms labai trukdo dendritinis ličio nusodinimas, kurį lemia netolygus SEI. Nors jis turi unikalių pranašumų gerinant ličio nusodinimo tolygumą, praktiniame pritaikyme anijonų kilmės SEI poveikis nėra idealus. Neseniai Zhang Qiang tyrimų grupė iš Tsinghua universiteto pasiūlė naudoti anijonų receptorius elektrolito struktūrai pakoreguoti, kad būtų sukurtas stabilus anijonų kilmės SEI. Tris(pentafluorfenil)borano anijonų receptorius (TPFPB) su elektronų stokojančiais boro atomais sąveikauja su bis(fluorosulfonimid) anijonu (FSI-), sumažindamas FSI- redukcijos stabilumą. Be to, esant TFPPB, FSI- jonų klasterių (AGG) tipas elektrolite pasikeičia, o FSI- sąveikauja su daugiau Li+. Todėl skatinamas FSI⁻ skaidymasis ir susidaro Li₂S, o anijonų kilmės SEI stabilumas pagerėja.
SEI sudaro redukcinio elektrolito skilimo produktai. SEI sudėtį ir struktūrą daugiausia lemia elektrolito struktūra, t. y. mikroskopinė sąveika tarp tirpiklio, anijono ir Li+ jono. Elektrolito struktūra kinta ne tik priklausomai nuo tirpiklio tipo ir ličio druskos, bet ir nuo druskos koncentracijos. Pastaraisiais metais didelės koncentracijos elektrolitas (HCE) ir lokalizuotas didelės koncentracijos elektrolitas (LHCE) parodė unikalius pranašumus stabilizuojant ličio metalo anodus, sudarydami stabilų SEI. Tirpiklio ir ličio druskos molinis santykis yra mažas (mažesnis nei 2), o anijonai įvedami į pirmąjį Li+ solvacijos apvalkalą, sudarydami kontaktines jonų poras (CIP) ir agregaciją (AGG) HCE arba LHCE. SEI sudėtį vėliau reguliuoja anijonai HCE ir LHCE, kurie vadinami iš anijonų gautais SEI. Nepaisant patrauklaus našumo stabilizuojant ličio metalo anodus, dabartiniai iš anijonų gauti SEI nepakankamai gerai atitinka praktinių sąlygų keliamus iššūkius. Todėl būtina toliau gerinti iš anijonų gautos SEI stabilumą ir vienodumą, kad būtų galima įveikti iššūkius realiomis sąlygomis.
Anijonai CIP ir AGG pavidalu yra pagrindiniai anijonų kilmės SEI pirmtakai. Apskritai anijonų elektrolito struktūrą netiesiogiai reguliuoja Li+, nes teigiamas tirpiklio ir skiediklio molekulių krūvis yra silpnai lokalizuotas ir negali tiesiogiai sąveikauti su anijonais. Todėl labai laukiamos naujos strategijos, skirtos reguliuoti anijoninių elektrolitų struktūrą tiesiogiai sąveikaujant su anijonais.
Įrašo laikas: 2021 m. lapkričio 22 d.