(Liitiummetalli anood) Uue anioonist saadud tahke elektrolüüdi liidese faas

Solid Electrolyte Interphase (SEI) kasutatakse laialdaselt töötavates akudes anoodi ja elektrolüüdi vahel moodustunud uue faasi kirjeldamiseks.Suure energiatihedusega liitium (Li) metallpatareide tööd takistab tõsiselt liitiumi dendriitne sadestumine, mida juhib ebaühtlane SEI.Kuigi sellel on unikaalsed eelised liitiumi sadestumise ühtluse parandamisel, ei ole anioonist tuletatud SEI mõju praktilistes rakendustes ideaalne.Hiljuti tegi Zhang Qiangi uurimisrühm Tsinghua ülikoolist ettepaneku kasutada aniooniretseptoreid, et kohandada elektrolüüdi struktuuri, et luua stabiilne anioonist tuletatud SEI.Elektronidefitsiitsete booriaatomitega tris(pentafluorofenüül)boraani aniooni retseptor (TPFPB) interakteerub bis(fluorosulfonimiid)aniooniga (FSI-), et vähendada FSI- redutseerimisstabiilsust.Lisaks on TFPPB juuresolekul FSI- iooniklastrite (AGG) tüüp elektrolüüdis muutunud ja FSI interakteerub rohkema Li+-ga.Seetõttu soodustatakse FSI-de lagunemist Li2S tootmiseks ja anioonist tuletatud SEI stabiilsus paraneb.

SEI koosneb elektrolüüdi redutseerivatest lagunemissaadustest.SEI koostist ja struktuuri kontrollib peamiselt elektrolüüdi struktuur, st lahusti, aniooni ja Li+ vaheline mikroskoopiline interaktsioon.Elektrolüüdi struktuur muutub mitte ainult lahusti ja liitiumsoola tüübi, vaid ka soola kontsentratsiooni tõttu.Viimastel aastatel on kõrge kontsentratsiooniga elektrolüüt (HCE) ja lokaalne kõrge kontsentratsiooniga elektrolüüt (LHCE) näidanud ainulaadseid eeliseid liitiummetalli anoodide stabiliseerimisel stabiilse SEI moodustamise kaudu.Lahusti ja liitiumisoola molaarsuhe on madal (alla 2) ja anioonid sisestatakse Li+ esimesse solvatatsioonikestasse, moodustades HCE-s või LHCE-s kontaktioonipaare (CIP) ja agregatsiooni (AGG).SEI koostist reguleerivad seejärel HCE ja LHCE anioonid, mida nimetatakse anioonist tuletatud SEI-ks.Vaatamata atraktiivsele jõudlusele liitiummetalli anoodide stabiliseerimisel, ei ole praegused anioonist tuletatud SEI-d praktiliste tingimustega seotud väljakutsete lahendamiseks piisavad.Seetõttu on vaja veelgi parandada anioonist tuletatud SEI stabiilsust ja ühtsust, et tegelikes tingimustes väljakutsetest üle saada.

Anioonid CIP ja AGG kujul on anioonidest pärineva SEI peamised lähteained.Üldiselt reguleerib anioonide elektrolüütide struktuuri kaudselt Li+, kuna lahusti ja lahjendi molekulide positiivne laeng on nõrgalt lokaliseeritud ega saa anioonidega otseselt suhelda.Seetõttu on väga oodatud uued strateegiad anioonsete elektrolüütide struktuuri reguleerimiseks anioonidega vahetult suheldes.