Medfaza trdnega elektrolita (SEI) se pogosto uporablja za opis nove faze, ki nastane med anodo in elektrolitom v delujočih baterijah. Litijeve (Li) kovinske baterije z visoko energijsko gostoto so močno ovirane zaradi dendritičnega odlaganja litija, ki ga vodi neenakomerna SEI. Čeprav ima edinstvene prednosti pri izboljšanju enakomernosti odlaganja litija, v praktični uporabi učinek anionskega SEI ni idealen. Nedavno je raziskovalna skupina Zhang Qiang z Univerze Tsinghua predlagala uporabo anionskih receptorjev za prilagoditev strukture elektrolita za konstrukcijo stabilnega anionskega SEI. Tris(pentafluorofenil)boranov anionski receptor (TPFPB) z atomi bora s pomanjkanjem elektronov interagira z bis(fluorosulfonimidnim) anionom (FSI-), da zmanjša redukcijsko stabilnost FSI-. Poleg tega se v prisotnosti TFPPB spremeni vrsta ionskih grozdov (AGG) FSI- v elektrolitu in FSI- interagira z več Li+. Zato se pospeši razgradnja FSI-, da nastane Li2S, in izboljša se stabilnost SEI, pridobljenega iz anionov.
SEI je sestavljen iz redukcijskih razgradnih produktov elektrolita. Sestavo in strukturo SEI v glavnem nadzira struktura elektrolita, torej mikroskopska interakcija med topilom, anionom in Li+. Struktura elektrolita se ne spreminja le glede na vrsto topila in litijeve soli, temveč tudi glede na koncentracijo soli. V zadnjih letih sta visokokoncentrirani elektrolit (HCE) in lokalizirani visokokoncentrirani elektrolit (LHCE) pokazala edinstvene prednosti pri stabilizaciji litijevih kovinskih anod z oblikovanjem stabilnega SEI. Molsko razmerje med topilom in litijevo soljo je nizko (manj kot 2), anioni pa se vnesejo v prvo solvacijsko ovojnico Li+, pri čemer tvorijo kontaktne ionske pare (CIP) in agregacijo (AGG) v HCE ali LHCE. Sestavo SEI nato uravnavajo anioni v HCE in LHCE, kar se imenuje SEI, pridobljen iz anionov. Kljub privlačni učinkovitosti pri stabilizaciji litijevih kovinskih anod trenutni SEI, pridobljeni iz anionov, niso zadostni za soočanje z izzivi praktičnih pogojev. Zato je treba še izboljšati stabilnost in enakomernost anionskega SEI, da bi premagali izzive v dejanskih pogojih.
Anioni v obliki CIP in AGG so glavni predhodniki za anionsko pridobljeni SEI. Na splošno je elektrolitna struktura anionov posredno regulirana z Li+, ker je pozitivni naboj molekul topila in redčila šibko lokaliziran in ne more neposredno interagirati z anioni. Zato so zelo pričakovane nove strategije za regulacijo strukture anionskih elektrolitov z neposredno interakcijo z anioni.
Čas objave: 22. november 2021