(ขั้วบวกโลหะลิเธียม) เฟสอินเทอร์เฟซของอิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่ได้จากแอนไอออนใหม่

เฟสเชื่อมต่ออิเล็กโทรไลต์ของแข็ง (SEI) ถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่ออธิบายเฟสใหม่ที่เกิดขึ้นระหว่างขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ที่ใช้งาน แบตเตอรี่ลิเธียม (Li) โลหะที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงถูกขัดขวางอย่างรุนแรงจากการสะสมลิเธียมแบบเดนไดรต์ซึ่งควบคุมโดย SEI ที่ไม่สม่ำเสมอ แม้ว่าจะมีข้อได้เปรียบเฉพาะในการปรับปรุงความสม่ำเสมอของการสะสมลิเธียม แต่ในทางปฏิบัติ ผลของ SEI ที่ได้จากแอนไอออนนั้นไม่เหมาะสมอย่างยิ่ง เมื่อเร็วๆ นี้ กลุ่มวิจัยของจางเฉียงจากมหาวิทยาลัยชิงหัวได้เสนอให้ใช้ตัวรับแอนไอออนเพื่อปรับโครงสร้างของอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้าง SEI ที่ได้จากแอนไอออนที่เสถียร ตัวรับแอนไอออนทริส(เพนตาฟลูออโรฟีนิล)โบเรน (TPFPB) ที่มีอะตอมโบรอนที่ขาดอิเล็กตรอนจะทำปฏิกิริยากับแอนไอออนบิส(ฟลูออโรซัลโฟนิไมด์) (FSI-) เพื่อลดความเสถียรในการรีดักชันของ FSI- นอกจากนี้ เมื่อมี TFPPB ชนิดของคลัสเตอร์ไอออน (AGG) ของ FSI- ในอิเล็กโทรไลต์ก็เปลี่ยนไป และ FSI- จะทำปฏิกิริยากับ Li+ มากขึ้น ดังนั้น การสลายตัวของ FSI- จึงถูกส่งเสริมให้เกิด Li2S และความเสถียรของ SEI ที่ได้จากไอออนลบก็ดีขึ้น

SEI ประกอบด้วยผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวแบบรีดักชันของอิเล็กโทรไลต์ องค์ประกอบและโครงสร้างของ SEI ส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยโครงสร้างของอิเล็กโทรไลต์ นั่นคือ ปฏิกิริยาระหว่างตัวทำละลาย ไอออนลบ และ Li+ โครงสร้างของอิเล็กโทรไลต์ไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลงไปตามชนิดของตัวทำละลายและเกลือลิเธียมเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงไปตามความเข้มข้นของเกลือด้วย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อิเล็กโทรไลต์ความเข้มข้นสูง (HCE) และอิเล็กโทรไลต์ความเข้มข้นสูงเฉพาะที่ (LHCE) ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ในการทำให้แอโนดโลหะลิเธียมเสถียรโดยการสร้าง SEI ที่เสถียร อัตราส่วนโมลาร์ของตัวทำละลายต่อเกลือลิเธียมต่ำ (น้อยกว่า 2) และไอออนลบจะถูกนำเข้าสู่ปลอกโซลเวชันแรกของ Li+ ทำให้เกิดคู่ไอออนสัมผัส (CIP) และการรวมตัว (AGG) ใน HCE หรือ LHCE องค์ประกอบของ SEI จะถูกควบคุมโดยไอออนลบใน HCE และ LHCE ซึ่งเรียกว่า SEI ที่ได้จากไอออนลบ แม้จะมีประสิทธิภาพที่โดดเด่นในการรักษาเสถียรภาพของแอโนดโลหะลิเธียม แต่ SEI ที่ได้จากไอออนลบในปัจจุบันยังไม่เพียงพอที่จะรับมือกับความท้าทายในสภาวะการใช้งานจริง ดังนั้น จึงจำเป็นต้องปรับปรุงเสถียรภาพและความสม่ำเสมอของ SEI ที่ได้จากไอออนลบให้ดียิ่งขึ้น เพื่อรับมือกับความท้าทายในสภาวะการใช้งานจริง

แอนไอออนในรูปของ CIP และ AGG เป็นสารตั้งต้นหลักของ SEI ที่ได้จากแอนไอออน โดยทั่วไป โครงสร้างอิเล็กโทรไลต์ของแอนไอออนถูกควบคุมโดย Li+ ทางอ้อม เนื่องจากประจุบวกของโมเลกุลตัวทำละลายและสารเจือจางมีตำแหน่งที่แคบและไม่สามารถทำปฏิกิริยากับแอนไอออนได้โดยตรง ดังนั้น จึงมีการคาดการณ์ถึงกลยุทธ์ใหม่ๆ ในการควบคุมโครงสร้างของอิเล็กโทรไลต์แอนไอออนโดยการทำปฏิกิริยากับแอนไอออนโดยตรง