Термін «твердоелектролітна інтерфаза» (SEI) широко використовується для опису нової фази, що утворюється між анодом та електролітом у робочих акумуляторах. Літієво-металеві акумулятори з високою щільністю енергії (Li) значно потерпають від дендритного осадження літію, зумовленого неоднорідним SEI. Хоча це має унікальні переваги у покращенні однорідності осадження літію, у практичному застосуванні ефект SEI, отриманого з аніонів, не є ідеальним. Нещодавно дослідницька група Чжан Цяна з Університету Цінхуа запропонувала використовувати аніонні рецептори для коригування структури електроліту з метою створення стабільного SEI, отриманого з аніонів. Аніонний рецептор трис(пентафторфеніл)борану (TPFPB) з електронодефіцитними атомами бору взаємодіє з біс(фторсульфонімідним) аніоном (FSI-), зменшуючи відновну стабільність FSI-. Крім того, у присутності TFPPB тип іонних кластерів (AGG) FSI- в електроліті змінюється, і FSI- взаємодіє з більшою кількістю Li+. Таким чином, розкладання FSI- сприяє утворенню Li2S, а стабільність SEI, отриманого з аніонів, покращується.
SEI складається з продуктів відновного розкладу електроліту. Склад і структура SEI головним чином контролюються структурою електроліту, тобто мікроскопічною взаємодією між розчинником, аніоном та Li+. Структура електроліту змінюється не лише залежно від типу розчинника та солі літію, але й від концентрації солі. В останні роки висококонцентрований електроліт (HCE) та локалізований висококонцентрований електроліт (LHCE) продемонстрували унікальні переваги у стабілізації літієвих металевих анодів шляхом формування стабільного SEI. Молярне співвідношення розчинника до солі літію низьке (менше 2), і аніони вводяться в першу сольватну оболонку Li+, утворюючи контактні іонні пари (CIP) та агрегацію (AGG) у HCE або LHCE. Склад SEI згодом регулюється аніонами в HCE та LHCE, що називається SEI, отриманим з аніонів. Незважаючи на привабливу ефективність у стабілізації літієвих металевих анодів, сучасні SEI, отримані з аніонів, недостатні для вирішення завдань практичних умов. Отже, необхідно подальше покращення стабільності та однорідності SEI, отриманого з аніонів, для подолання труднощів у реальних умовах.
Аніони у формі CIP та AGG є основними попередниками для SEI, отриманого з аніонів. Загалом, структура електроліту аніонів опосередковано регулюється Li+, оскільки позитивний заряд молекул розчинника та розріджувача слабо локалізований і не може безпосередньо взаємодіяти з аніонами. Тому нові стратегії регулювання структури аніонних електролітів шляхом прямої взаємодії з аніонами є дуже очікуваними.
Час публікації: 22 листопада 2021 р.