Katı Elektrolit Ara Fazı (SEI), çalışan pillerde anot ve elektrolit arasında oluşan yeni fazı tanımlamak için yaygın olarak kullanılır. Yüksek enerji yoğunluklu lityum (Li) metal piller, düzensiz SEI tarafından yönlendirilen dendritik lityum birikimi nedeniyle ciddi şekilde engellenir. Lityum birikiminin homojenliğini iyileştirmede benzersiz avantajları olmasına rağmen, pratik uygulamalarda anyon türevi SEI'nin etkisi ideal değildir. Son zamanlarda, Zhang Qiang'ın Tsinghua Üniversitesi'ndeki araştırma grubu, kararlı bir anyon türevi SEI oluşturmak için elektrolit yapısını ayarlamak üzere anyon reseptörleri kullanmayı önerdi. Elektron eksikliği olan bor atomlarına sahip tris(pentaflorofenil)boran anyon reseptörü (TPFPB), bis(florosülfonimid) anyonu (FSI-) ile etkileşime girerek FSI-'nin indirgeme kararlılığını azaltır. Ayrıca, TFPPB varlığında, elektrolit içindeki FSI- iyon kümelerinin (AGG) tipi değişmiş ve FSI- daha fazla Li+ ile etkileşime girmiştir. Bu nedenle, FSI- iyonunun ayrışması Li2S üretimine katkıda bulunmuş ve anyon türevi SEI'nin kararlılığı artmıştır.
SEI, elektrolitin indirgeyici ayrışma ürünlerinden oluşur. SEI'nin bileşimi ve yapısı esas olarak elektrolitin yapısı, yani çözücü, anyon ve Li+ arasındaki mikroskobik etkileşim tarafından kontrol edilir. Elektrolitin yapısı yalnızca çözücü ve lityum tuzunun türüyle değil, aynı zamanda tuz konsantrasyonuyla da değişir. Son yıllarda, yüksek konsantrasyonlu elektrolit (HCE) ve lokalize yüksek konsantrasyonlu elektrolit (LHCE), kararlı bir SEI oluşturarak lityum metal anotlarını stabilize etmede benzersiz avantajlar göstermiştir. Çözücünün lityum tuzuna molar oranı düşüktür (2'den az) ve anyonlar Li+'nın ilk solvasyon kılıfına girerek HCE veya LHCE'de temas iyon çiftleri (CIP) ve agregasyon (AGG) oluşturur. SEI'nin bileşimi daha sonra HCE ve LHCE'deki anyonlar tarafından düzenlenir ve buna anyon türevi SEI denir. Lityum metal anotları stabilize etmedeki cazip performansına rağmen, mevcut anyon türevi SEI'ler pratik koşulların zorluklarını karşılamada yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, gerçek koşullar altındaki zorlukların üstesinden gelmek için anyon türevi SEI'lerin kararlılığını ve homojenliğini daha da iyileştirmek gerekmektedir.
CIP ve AGG formundaki anyonlar, anyon türevi SEI'nin ana öncülleridir. Genel olarak, anyonların elektrolit yapısı Li+ tarafından dolaylı olarak düzenlenir, çünkü çözücü ve seyreltici moleküllerin pozitif yükü zayıf bir şekilde lokalizedir ve anyonlarla doğrudan etkileşime giremez. Bu nedenle, anyonik elektrolitlerin yapısını anyonlarla doğrudan etkileşime girerek düzenlemek için yeni stratejiler büyük bir beklenti içindedir.
Gönderim zamanı: 22 Kasım 2021