(లిథియం మెటల్ ఆనోడ్) కొత్త ఆనియన్-ఉత్పన్న ఘన ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క ఇంటర్‌ఫేషియల్ దశ

పనిచేసే బ్యాటరీలలో యానోడ్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ మధ్య ఏర్పడే కొత్త దశను వివరించడానికి సాలిడ్ ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ (SEI) విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన లిథియం (Li) మెటల్ బ్యాటరీలు ఏకరీతి కాని SEI ద్వారా మార్గనిర్దేశం చేయబడిన డెన్డ్రిటిక్ లిథియం నిక్షేపణ ద్వారా తీవ్రంగా దెబ్బతింటాయి. లిథియం నిక్షేపణ యొక్క ఏకరూపతను మెరుగుపరచడంలో దీనికి ప్రత్యేక ప్రయోజనాలు ఉన్నప్పటికీ, ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో, అయాన్-ఉత్పన్న SEI ప్రభావం అనువైనది కాదు. ఇటీవల, సింఘువా విశ్వవిద్యాలయం నుండి జాంగ్ క్వియాంగ్ పరిశోధనా బృందం స్థిరమైన అయాన్-ఉత్పన్న SEIని నిర్మించడానికి ఎలక్ట్రోలైట్ నిర్మాణాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి అయాన్ గ్రాహకాలను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించింది. ఎలక్ట్రాన్-లోపం ఉన్న బోరాన్ అణువులతో కూడిన ట్రిస్ (పెంటాఫ్లోరోఫెనిల్) బోరేన్ అయాన్ రిసెప్టర్ (TPFPB) FSI- యొక్క తగ్గింపు స్థిరత్వాన్ని తగ్గించడానికి బిస్ (ఫ్లోరోసల్ఫోనిమైడ్) అయాన్ (FSI-)తో సంకర్షణ చెందుతుంది. అదనంగా, TFPPB సమక్షంలో, ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని FSI- యొక్క అయాన్ క్లస్టర్‌ల (AGG) రకం మారిపోయింది మరియు FSI- మరిన్ని Li+తో సంకర్షణ చెందుతుంది. అందువల్ల, FSI- యొక్క కుళ్ళిపోవడం Li2S ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రోత్సహించబడుతుంది మరియు అయాన్-ఉత్పన్న SEI యొక్క స్థిరత్వం మెరుగుపడుతుంది.

SEI ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క తగ్గింపు కుళ్ళిపోయే ఉత్పత్తులతో కూడి ఉంటుంది. SEI యొక్క కూర్పు మరియు నిర్మాణం ప్రధానంగా ఎలక్ట్రోలైట్ నిర్మాణం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, అంటే ద్రావకం, ఆనియన్ మరియు Li+ మధ్య సూక్ష్మదర్శిని పరస్పర చర్య. ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క నిర్మాణం ద్రావకం మరియు లిథియం ఉప్పు రకంతో మాత్రమే కాకుండా, ఉప్పు సాంద్రతతో కూడా మారుతుంది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, అధిక-సాంద్రత ఎలక్ట్రోలైట్ (HCE) మరియు స్థానికీకరించిన అధిక-సాంద్రత ఎలక్ట్రోలైట్ (LHCE) స్థిరమైన SEIని ఏర్పరచడం ద్వారా లిథియం మెటల్ యానోడ్‌లను స్థిరీకరించడంలో ప్రత్యేక ప్రయోజనాలను చూపించాయి. లిథియం ఉప్పుకు ద్రావకం యొక్క మోలార్ నిష్పత్తి తక్కువగా ఉంటుంది (2 కంటే తక్కువ) మరియు ఆనియన్‌లను Li+ యొక్క మొదటి సాల్వేషన్ కోశంలోకి ప్రవేశపెడతారు, HCE లేదా LHCEలో కాంటాక్ట్ అయాన్ జతలను (CIP) మరియు అగ్రిగేషన్ (AGG) ఏర్పరుస్తారు. SEI యొక్క కూర్పు తరువాత HCE మరియు LHCEలోని ఆనియన్‌ల ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, దీనిని ఆనియన్-ఉత్పన్న SEI అని పిలుస్తారు. లిథియం మెటల్ ఆనోడ్‌లను స్థిరీకరించడంలో దాని ఆకర్షణీయమైన పనితీరు ఉన్నప్పటికీ, ఆచరణాత్మక పరిస్థితుల సవాళ్లను ఎదుర్కోవడంలో ప్రస్తుత ఆనియన్-ఉత్పన్న SEIలు సరిపోవు. అందువల్ల, వాస్తవ పరిస్థితులలో సవాళ్లను అధిగమించడానికి అయాన్-ఉత్పన్న SEI యొక్క స్థిరత్వం మరియు ఏకరూపతను మరింత మెరుగుపరచడం అవసరం.

CIP మరియు AGG రూపంలో ఉన్న ఆనియన్లు ఆనియన్-ఉత్పన్న SEI కి ప్రధాన పూర్వగాములు. సాధారణంగా, ఆనియన్ల ఎలక్ట్రోలైట్ నిర్మాణం పరోక్షంగా Li+ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, ఎందుకంటే ద్రావకం మరియు విలీన అణువుల యొక్క ధనాత్మక చార్జ్ బలహీనంగా స్థానికీకరించబడి ఉంటుంది మరియు ఆనియన్లతో నేరుగా సంకర్షణ చెందదు. అందువల్ల, ఆనియన్లతో నేరుగా సంకర్షణ చెందడం ద్వారా ఆనియన్ ఎలక్ట్రోలైట్‌ల నిర్మాణాన్ని నియంత్రించడానికి కొత్త వ్యూహాలు ఎక్కువగా అంచనా వేయబడ్డాయి.