(लिथियम धातु एनोड) नयाँ आयन-व्युत्पन्न ठोस इलेक्ट्रोलाइटको इन्टरफेसियल चरण

काम गर्ने ब्याट्रीहरूमा एनोड र इलेक्ट्रोलाइट बीच बनेको नयाँ चरणको वर्णन गर्न ठोस इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेस (SEI) व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। उच्च ऊर्जा घनत्व लिथियम (Li) धातु ब्याट्रीहरू गैर-एकरूप SEI द्वारा निर्देशित डेन्ड्रिटिक लिथियम निक्षेपणले गम्भीर रूपमा बाधा पुर्‍याउँछ। यद्यपि लिथियम निक्षेपणको एकरूपता सुधार गर्न यसको अद्वितीय फाइदाहरू छन्, व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा, एनायन-व्युत्पन्न SEI को प्रभाव आदर्श छैन। हालै, सिंघुआ विश्वविद्यालयको झाङ कियाङको अनुसन्धान समूहले स्थिर एनायन-व्युत्पन्न SEI निर्माण गर्न इलेक्ट्रोलाइट संरचना समायोजन गर्न एनायन रिसेप्टरहरू प्रयोग गर्ने प्रस्ताव गरेको छ। इलेक्ट्रोन-कमी बोरोन परमाणुहरू भएको ट्रिस (पेन्टाफ्लोरोसल्फोनिमाइड) एनायन (FSI-) सँग अन्तरक्रिया गर्दछ FSI- को घटाउने स्थिरता कम गर्न। थप रूपमा, TFPPB को उपस्थितिमा, इलेक्ट्रोलाइटमा FSI- को आयन क्लस्टर (AGG) को प्रकार परिवर्तन भएको छ, र FSI- ले अधिक Li+ सँग अन्तरक्रिया गर्दछ। त्यसकारण, FSI- को विघटनलाई Li2S उत्पादन गर्न प्रवर्द्धन गरिन्छ, र आयन-व्युत्पन्न SEI को स्थिरता सुधार हुन्छ।

SEI इलेक्ट्रोलाइटको रिडक्टिभ डिकम्पोजिम उत्पादनहरू मिलेर बनेको हुन्छ। SEI को संरचना र संरचना मुख्यतया इलेक्ट्रोलाइटको संरचना, अर्थात् विलायक, आयन र Li+ बीचको सूक्ष्म अन्तरक्रियाद्वारा नियन्त्रित हुन्छ। इलेक्ट्रोलाइटको संरचना विलायक र लिथियम नुनको प्रकारसँग मात्र नभई नुनको सांद्रतासँग पनि परिवर्तन हुन्छ। हालका वर्षहरूमा, उच्च-सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट (HCE) र स्थानीयकृत उच्च-सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट (LHCE) ले स्थिर SEI बनाएर लिथियम धातु एनोडहरूलाई स्थिर गर्न अद्वितीय फाइदाहरू देखाएको छ। विलायक र लिथियम नुनको मोलर अनुपात कम (२ भन्दा कम) छ र Li+ को पहिलो सोल्भेसन म्यानमा आयनहरू परिचय गराइन्छ, जसले HCE वा LHCE मा सम्पर्क आयन जोडी (CIP) र एकत्रीकरण (AGG) बनाउँछ। SEI को संरचना पछि HCE र LHCE मा आयनहरू द्वारा विनियमित हुन्छ, जसलाई आयन-व्युत्पन्न SEI भनिन्छ। लिथियम धातु एनोडहरूलाई स्थिर गर्न यसको आकर्षक प्रदर्शनको बावजुद, वर्तमान आयन-व्युत्पन्न SEIहरू व्यावहारिक अवस्थाहरूको चुनौतीहरू पूरा गर्न अपर्याप्त छन्। त्यसकारण, वास्तविक परिस्थितिहरूमा चुनौतीहरू पार गर्न एनियन-व्युत्पन्न SEI को स्थिरता र एकरूपतालाई अझ सुधार गर्न आवश्यक छ।

CIP र AGG को रूपमा रहेका एनायनहरू एनायन-व्युत्पन्न SEI का लागि मुख्य अग्रदूतहरू हुन्। सामान्यतया, एनायनहरूको इलेक्ट्रोलाइट संरचना अप्रत्यक्ष रूपमा Li+ द्वारा विनियमित हुन्छ, किनभने विलायक र पातलो अणुहरूको सकारात्मक चार्ज कमजोर रूपमा स्थानीयकृत हुन्छ र एनायनहरूसँग प्रत्यक्ष अन्तरक्रिया गर्न सक्दैन। त्यसकारण, एनायनहरूसँग प्रत्यक्ष अन्तरक्रिया गरेर एनायन इलेक्ट्रोलाइटहरूको संरचनालाई नियमन गर्ने नयाँ रणनीतिहरू अत्यधिक अपेक्षित छन्।