(லித்தியம் உலோக நேர்மின்முனை) புதிய எதிர்மின் அயனியிலிருந்து பெறப்பட்ட திட மின்னாற்பகுப்பின் இடைமுக கட்டம்

வேலை செய்யும் பேட்டரிகளில் அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையில் உருவாகும் புதிய கட்டத்தை விவரிக்க சாலிட் எலக்ட்ரோலைட் இன்டர்ஃபேஸ் (SEI) பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட லித்தியம் (Li) உலோக பேட்டரிகள் சீரான SEI ஆல் வழிநடத்தப்படும் டென்ட்ரிடிக் லித்தியம் படிவால் கடுமையாக பாதிக்கப்படுகின்றன. லித்தியம் படிவின் சீரான தன்மையை மேம்படுத்துவதில் இது தனித்துவமான நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், நடைமுறை பயன்பாடுகளில், அயனி-பெறப்பட்ட SEI இன் விளைவு சிறந்ததல்ல. சமீபத்தில், சிங்ஹுவா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஜாங் கியாங்கின் ஆராய்ச்சிக் குழு, நிலையான அயனி-பெறப்பட்ட SEI ஐ உருவாக்க எலக்ட்ரோலைட் கட்டமைப்பை சரிசெய்ய அயனி ஏற்பிகளைப் பயன்படுத்த முன்மொழிந்தது. எலக்ட்ரான் குறைபாடுள்ள போரான் அணுக்களைக் கொண்ட டிரிஸ் (பென்டாஃப்ளூரோஃபீனைல்) போரேன் அயன் ஏற்பி (TPFPB) FSI- இன் குறைப்பு நிலைத்தன்மையைக் குறைக்க பிஸ் (ஃப்ளூரோசல்போனிமைடு) அயனியுடன் (FSI-) தொடர்பு கொள்கிறது. கூடுதலாக, TFPPB முன்னிலையில், எலக்ட்ரோலைட்டில் FSI- இன் அயன் கிளஸ்டர்களின் (AGG) வகை மாறிவிட்டது, மேலும் FSI- அதிக Li+ உடன் தொடர்பு கொள்கிறது. எனவே, FSI- இன் சிதைவு Li2S ஐ உருவாக்க ஊக்குவிக்கப்படுகிறது, மேலும் அயனியிலிருந்து பெறப்பட்ட SEI இன் நிலைத்தன்மை மேம்படுத்தப்படுகிறது.

SEI என்பது எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு சிதைவு தயாரிப்புகளால் ஆனது. SEI இன் கலவை மற்றும் அமைப்பு முக்கியமாக எலக்ட்ரோலைட்டின் கட்டமைப்பால், அதாவது கரைப்பான், அயனி மற்றும் Li+ ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான நுண்ணிய தொடர்பு மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. எலக்ட்ரோலைட்டின் அமைப்பு கரைப்பான் மற்றும் லித்தியம் உப்பு வகையுடன் மட்டுமல்லாமல், உப்பின் செறிவுடனும் மாறுகிறது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், உயர்-செறிவு எலக்ட்ரோலைட் (HCE) மற்றும் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட உயர்-செறிவு எலக்ட்ரோலைட் (LHCE) ஆகியவை நிலையான SEI ஐ உருவாக்குவதன் மூலம் லித்தியம் உலோக அனோட்களை நிலைப்படுத்துவதில் தனித்துவமான நன்மைகளைக் காட்டியுள்ளன. கரைப்பானுக்கும் லித்தியம் உப்புக்கும் உள்ள மோலார் விகிதம் குறைவாக உள்ளது (2 க்கும் குறைவாக) மற்றும் அயனிகள் Li+ இன் முதல் கரைசல் உறையில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு, HCE அல்லது LHCE இல் தொடர்பு அயனி ஜோடிகள் (CIP) மற்றும் திரட்டல் (AGG) ஐ உருவாக்குகின்றன. SEI இன் கலவை பின்னர் HCE மற்றும் LHCE இல் உள்ள அயனிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது அயனி-பெறப்பட்ட SEI என்று அழைக்கப்படுகிறது. லித்தியம் உலோக அனோட்களை நிலைப்படுத்துவதில் அதன் கவர்ச்சிகரமான செயல்திறன் இருந்தபோதிலும், நடைமுறை நிலைமைகளின் சவால்களை சந்திப்பதில் தற்போதைய அயனி-பெறப்பட்ட SEIகள் போதுமானதாக இல்லை. எனவே, உண்மையான நிலைமைகளின் கீழ் சவால்களை சமாளிக்க, அயனி-பெறப்பட்ட SEI இன் நிலைத்தன்மை மற்றும் சீரான தன்மையை மேலும் மேம்படுத்துவது அவசியம்.

CIP மற்றும் AGG வடிவில் உள்ள அனான்கள், அனான்-பெறப்பட்ட SEI-க்கு முக்கிய முன்னோடிகளாகும். பொதுவாக, அனான்களின் எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பு Li+ ஆல் மறைமுகமாக ஒழுங்குபடுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் கரைப்பான் மற்றும் நீர்த்த மூலக்கூறுகளின் நேர்மறை மின்னூட்டம் பலவீனமாக உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் நேரடியாக அனான்களுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியாது. எனவே, அனான்களுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்வதன் மூலம் அயனி எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் கட்டமைப்பை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கான புதிய உத்திகள் மிகவும் எதிர்பார்க்கப்படுகின்றன.