Lớp giao diện 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 đang hoạt động. Pin kim loại lithium (Li) mật độ năng lượng cao bị cản trở nghiêm trọng bởi sự lắng đọng lithium dạng nhánh cây do SEI không đồng nhất gây ra. Mặc dù có những ưu điểm độc đáo trong việc cải thiện tính đồng nhất của sự lắng đọng lithium, nhưng trong các ứng dụng thực tế, hiệu quả 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 chất tiếp nhận anion để điều chỉnh cấu trúc chất điện phân nhằm tạo ra một SEI có nguồn gốc từ anion ổn định. Chất tiếp nhận anion tris(pentafluorophenyl)borane (TPFPB) với các nguyên tử boron thiếu electron tương tác với anion bis(fluorosulfonimide) (FSI-) để 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 độ ổn định của lớp SEI có nguồn gốc từ anion được cải thiện.
Lớp SEI được cấu tạo từ các sản phẩm phân hủy khử của chất điện giải. Thành phần và cấu trúc của SEI chủ yếu được kiểm soát bởi cấu trúc của chất điện giải, tức là sự tương tác vi mô giữa dung môi, anion và Li+. Cấu trúc của chất điện giải thay đổi không chỉ theo loại dung môi và muối lithi mà còn theo nồng độ của muối. Trong những năm gần đây, chất điện giải nồng độ cao (HCE) và chất điện giải nồng độ cao cục bộ (LHCE) đã cho thấy những ưu điểm độc đáo trong việc ổn định cực dương kim loại lithi bằng cách tạo thành lớp SEI ổn định. Tỷ lệ mol giữa dung môi và muối lithi 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 sự 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 quả hấp dẫn trong việc ổn định các điện cực anot kim loại lithi, các lớp SEI có nguồn gốc từ anion hiện nay vẫn chưa đủ để đáp ứng những thách thức trong điều kiện thực tế. Do đó, cần phải tiếp tục cải thiện độ ổn định và tính đồng nhất của lớp SEI có nguồn gốc từ anion để khắc phục những thách thức trong điều kiện thực tế.
Các anion ở dạng CIP và AGG là tiền chất chính của lớp SEI có nguồn gốc từ anion. Nhìn chung, cấu trúc chất điện giải 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 chất điện giải anion bằng cách tương tác trực tiếp với anion đang được kỳ vọng rất cao.
Thời gian đăng bài: 22/11/2021