(Litija metāla anods) Jaunā, no anjoniem iegūtā cietā elektrolīta starpfāžu fāze

Cietā elektrolīta starpfāzes (SEI) termins tiek plaši izmantots, lai aprakstītu jauno fāzi, kas veidojas starp anodu un elektrolītu darbojošos akumulatoros. Augsta enerģijas blīvuma litija (Li) metāla akumulatorus ievērojami kavē dendrītiska litija nogulsnēšanās, ko vada nevienmērīgs SEI. Lai gan tam ir unikālas priekšrocības litija nogulsnēšanās vienmērīguma uzlabošanā, praktiskajā pielietojumā no anjoniem iegūta SEI efekts nav ideāls. Nesen Džana Cjana pētnieku grupa no Tsinghua universitātes ierosināja izmantot anjonu receptorus, lai pielāgotu elektrolīta struktūru un izveidotu stabilu no anjoniem iegūtu SEI. Tris(pentafluorfenil)borāna anjonu receptors (TPFPB) ar elektronu deficītu bora atomiem mijiedarbojas ar bis(fluorsulfonimīda) anjonu (FSI-), samazinot FSI- reducēšanas stabilitāti. Turklāt TFPPB klātbūtnē FSI- jonu klasteru (AGG) veids elektrolītā ir mainījies, un FSI- mijiedarbojas ar vairāk Li+. Tādēļ tiek veicināta FSI⁻ sadalīšanās, veidojot Li₂S, un tiek uzlabota no anjoniem iegūtā SEI stabilitāte.

SEI sastāv no elektrolīta reduktīvās sadalīšanās produktiem. SEI sastāvu un struktūru galvenokārt kontrolē elektrolīta struktūra, tas ir, mikroskopiskā mijiedarbība starp šķīdinātāju, anjonu un Li+ jonu. Elektrolīta struktūra mainās ne tikai atkarībā no šķīdinātāja veida un litija sāls, bet arī atkarībā no sāls koncentrācijas. Pēdējos gados augstas koncentrācijas elektrolīts (HCE) un lokalizēts augstas koncentrācijas elektrolīts (LHCE) ir parādījis unikālas priekšrocības litija metāla anodu stabilizācijā, veidojot stabilu SEI. Šķīdinātāja un litija sāls molārā attiecība ir zema (mazāk par 2), un anjoni tiek ievadīti Li+ pirmajā solvatācijas apvalkā, veidojot kontakta jonu pārus (CIP) un agregāciju (AGG) HCE vai LHCE. SEI sastāvu pēc tam regulē anjoni HCE un LHCE, ko sauc par no anjoniem atvasinātu SEI. Neskatoties uz tā pievilcīgo sniegumu litija metāla anodu stabilizācijā, pašreizējie no anjoniem atvasinātie SEI nav pietiekami, lai apmierinātu praktisko apstākļu izaicinājumus. Tāpēc ir nepieciešams vēl vairāk uzlabot no anjoniem iegūtā SEI stabilitāti un vienmērīgumu, lai pārvarētu problēmas faktiskajos apstākļos.

Anjoni CIP un AGG formā ir galvenie anjonu atvasinātā SEI prekursori. Kopumā anjonu elektrolīta struktūru netieši regulē Li+, jo šķīdinātāja un atšķaidītāja molekulu pozitīvais lādiņš ir vāji lokalizēts un nevar tieši mijiedarboties ar anjoniem. Tāpēc ir ļoti gaidītas jaunas stratēģijas anjonu elektrolītu struktūras regulēšanai, tieši mijiedarbojoties ar anjoniem.