Pha trung gian điện phân rắn (SEI) được sử dụng rộng rãi để mô tả pha mới hình thành giữa cực dương và chất điện phân trong pin hoạt động. Pin kim loại lithium (Li) có mật độ năng lượng cao bị cản trở nghiêm trọng bởi quá trình lắng đọng lithium dạng dendrit được hướng dẫn bởi SEI không đồng nhất. Mặc dù có những ưu điểm độc đáo trong việc cải thiện tính đồng nhất của quá trình lắng đọng lithium, nhưng trong các ứng dụng thực tế, hiệu ứng của SEI có nguồn gốc từ anion không lý tưởng. Gần đây, nhóm nghiên cứu của Zhang Qiang từ Đại học Thanh Hoa đã đề xuất sử dụng các thụ thể anion để điều chỉnh cấu trúc chất điện phân nhằm xây dựng một SEI có nguồn gốc từ anion ổn định. Thụ thể anion tris(pentafluorophenyl)borane (TPFPB) với các nguyên tử bo thiếu điện tử tương tác với anion bis(fluorosulfonimide) (FSI-) để làm giảm độ ổn định khử của FSI-. Ngoài ra, khi có mặt TFPPB, loại cụm ion (AGG) của FSI- trong chất điện phân đã thay đổi và FSI- tương tác với nhiều Li+ hơn. Do đó, quá trình phân hủy FSI- được thúc đẩy để tạo ra Li2S và tính ổn định của SEI có nguồn gốc từ anion được cải thiện.
SEI được tạo thành từ các sản phẩm phân hủy khử của chất điện phân. Thành phần và cấu trúc của SEI chủ yếu được kiểm soát bởi cấu trúc của chất điện phân, tức là tương tác vi mô giữa dung môi, anion và Li+. Cấu trúc của chất điện phân thay đổi không chỉ theo loại dung môi và muối liti mà còn theo nồng độ muối. Trong những năm gần đây, chất điện phân nồng độ cao (HCE) và chất điện phân nồng độ cao cục bộ (LHCE) đã cho thấy những ưu điểm độc đáo trong việc ổn định anot kim loại liti bằng cách hình thành SEI ổn định. Tỷ lệ mol của dung môi so với muối liti thấp (nhỏ hơn 2) và các anion được đưa vào lớp vỏ solvat hóa đầu tiên của Li+, tạo thành các cặp ion tiếp xúc (CIP) và kết tụ (AGG) trong HCE hoặc LHCE. Thành phần của SEI sau đó được điều chỉnh bởi các anion trong HCE và LHCE, được gọi là SEI có nguồn gốc từ anion. Mặc dù có hiệu suất hấp dẫn trong việc ổn định anode kim loại lithium, các SEI nguồn gốc anion hiện tại vẫn chưa đủ để đáp ứng những thách thức trong điều kiện thực tế. Do đó, cần phải cải thiện hơn nữa tính ổn định và tính đồng nhất của SEI nguồn gốc anion để vượt qua những thách thức trong điều kiện thực tế.
Anion dưới dạng CIP và AGG là tiền chất chính của SEI có nguồn gốc từ anion. Nhìn chung, cấu trúc điện phân của anion được điều chỉnh gián tiếp bởi Li+, vì điện tích dương của các phân tử dung môi và chất pha loãng được định vị yếu và không thể tương tác trực tiếp với anion. Do đó, các chiến lược mới để điều chỉnh cấu trúc của chất điện phân anion bằng cách tương tác trực tiếp với anion đang được kỳ vọng cao.
Thời gian đăng: 22-11-2021