Solid Electrolyte Interphase (SEI) bruges i vid udstrækning til at beskrive den nye fase, der dannes mellem anoden og elektrolytten i fungerende batterier.Lithium-metalbatterier med høj energidensitet (Li) er alvorligt hæmmet af dendritisk lithiumaflejring styret af uensartet SEI.Selvom det har unikke fordele ved at forbedre ensartetheden af lithiumaflejring, i praktiske anvendelser, er effekten af anion-afledt SEI ikke ideel.For nylig foreslog Zhang Qiangs forskningsgruppe fra Tsinghua University at bruge anionreceptorer til at justere elektrolytstrukturen for at konstruere en stabil anion-afledt SEI.Tris(pentafluorphenyl)boran-anionreceptoren (TPFPB) med elektrondeficiente boratomer interagerer med bis(fluorsulfonimid)-anionen (FSI-) for at reducere reduktionsstabiliteten af FSI-.Derudover har typen af ionklynger (AGG) af FSI- i elektrolytten ændret sig i nærvær af TFPPB, og FSI- interagerer med mere Li+.Derfor fremmes nedbrydningen af FSI- til at producere Li2S, og stabiliteten af anion-afledt SEI forbedres.
SEI er sammensat af de reduktive nedbrydningsprodukter af elektrolyt.Sammensætningen og strukturen af SEI styres hovedsageligt af elektrolyttens struktur, det vil sige den mikroskopiske interaktion mellem opløsningsmidlet, anionen og Li+.Elektrolyttens struktur ændres ikke kun med typen af opløsningsmiddel og lithiumsalt, men også med saltets koncentration.I de senere år har højkoncentreret elektrolyt (HCE) og lokaliseret højkoncentrationselektrolyt (LHCE) vist unikke fordele ved at stabilisere lithiummetalanoder ved at danne en stabil SEI.Molforholdet mellem opløsningsmiddel og lithiumsalt er lavt (mindre end 2), og anioner indføres i den første solvatiseringsskede af Li+, hvilket danner kontaktionpar (CIP) og aggregering (AGG) i HCE eller LHCE.Sammensætningen af SEI reguleres efterfølgende af anioner i HCE og LHCE, som kaldes anion-afledt SEI.På trods af dens attraktive ydeevne i stabilisering af lithiummetalanoder, er nuværende anion-afledte SEI'er utilstrækkelige til at imødekomme udfordringerne ved praktiske forhold.Derfor er det nødvendigt yderligere at forbedre stabiliteten og ensartetheden af anion-afledt SEI for at overvinde udfordringerne under faktiske forhold.
Anioner i form af CIP og AGG er de vigtigste forløbere for anion-afledt SEI.Generelt er elektrolytstrukturen af anioner indirekte reguleret af Li+, fordi den positive ladning af opløsningsmiddel- og fortyndingsmolekyler er svagt lokaliseret og ikke kan interagere direkte med anioner.Derfor forventes nye strategier til regulering af strukturen af anioniske elektrolytter ved direkte at interagere med anioner meget.
Indlægstid: 22. november 2021