A Interfase Eletrolítica Sólida (IES) é amplamente utilizada para descrever a nova fase formada entre o ânodo e o eletrólito em baterias em funcionamento. Baterias de lítio metálico (Li) de alta densidade energética são severamente prejudicadas pela deposição dendrítica de lítio guiada por IES não uniforme. Embora tenha vantagens únicas na melhoria da uniformidade da deposição de lítio, em aplicações práticas, o efeito da IES derivada de ânions não é ideal. Recentemente, o grupo de pesquisa de Zhang Qiang, da Universidade de Tsinghua, propôs o uso de receptores de ânions para ajustar a estrutura do eletrólito e construir uma IES derivada de ânions estável. O receptor de ânions tris(pentafluorofenil)borano (TPFPB), com átomos de boro deficientes em elétrons, interage com o ânion bis(fluorosulfonimida) (FSI-), reduzindo a estabilidade de redução do FSI-. Além disso, na presença de TFPPB, o tipo de aglomerado iônico (AGG) de FSI- no eletrólito mudou, e o FSI- interage com mais Li+. Portanto, a decomposição de FSI- é promovida para produzir Li2S, e a estabilidade do SEI derivado de ânions é melhorada.
O SEI é composto pelos produtos da decomposição redutiva do eletrólito. A composição e a estrutura do SEI são controladas principalmente pela estrutura do eletrólito, ou seja, pela interação microscópica entre o solvente, o ânion e o Li+. A estrutura do eletrólito muda não apenas com o tipo de solvente e o sal de lítio, mas também com a concentração do sal. Nos últimos anos, o eletrólito de alta concentração (HCE) e o eletrólito localizado de alta concentração (LHCE) demonstraram vantagens únicas na estabilização de ânodos metálicos de lítio, formando um SEI estável. A razão molar entre o solvente e o sal de lítio é baixa (menor que 2) e os ânions são introduzidos na primeira bainha de solvatação do Li+, formando pares de íons de contato (CIP) e agregação (AGG) no HCE ou LHCE. A composição do SEI é subsequentemente regulada pelos ânions no HCE e no LHCE, o que é chamado de SEI derivado de ânions. Apesar de seu desempenho atrativo na estabilização de ânodos metálicos de lítio, os atuais SEIs derivados de ânions são insuficientes para atender aos desafios da prática. Portanto, é necessário aprimorar ainda mais a estabilidade e a uniformidade dos SEIs derivados de ânions para superar os desafios em condições reais.
Ânions na forma de CIP e AGG são os principais precursores de SEI derivado de ânions. Em geral, a estrutura eletrolítica dos ânions é regulada indiretamente por Li+, pois a carga positiva das moléculas de solvente e diluente é fracamente localizada e não pode interagir diretamente com os ânions. Portanto, novas estratégias para regular a estrutura de eletrólitos aniônicos por meio da interação direta com os ânions são altamente esperadas.
Horário da publicação: 22/11/2021