Solid Electrolyte Interphase (SEI) wordt veel gebruikt om de nieuwe fase te beschrijven die wordt gevormd tussen de anode en de elektrolyt in werkende batterijen.Lithium (Li)-metaalbatterijen met hoge energiedichtheid worden ernstig belemmerd door dendritische lithiumafzetting geleid door niet-uniforme SEI.Hoewel het unieke voordelen heeft bij het verbeteren van de uniformiteit van de lithiumafzetting, is het effect van van anionen afgeleide SEI in praktische toepassingen niet ideaal.Onlangs stelde de onderzoeksgroep van Zhang Qiang van de Tsinghua Universiteit voor om anionreceptoren te gebruiken om de elektrolytstructuur aan te passen om een stabiele, van anionen afgeleide SEI te construeren.De tris(pentafluorfenyl)boraan-anionreceptor (TPFPB) met elektron-deficiënte booratomen interageert met het bis(fluorsulfonimide)-anion (FSI-) om de reductiestabiliteit van FSI- te verminderen.Bovendien is door de aanwezigheid van TFPPB het type ionenclusters (AGG) van FSI- in de elektrolyt veranderd en interageert FSI- met meer Li+.Daarom wordt de ontleding van FSI- bevorderd om Li2S te produceren, en wordt de stabiliteit van van anionen afgeleid SEI verbeterd.
SEI is samengesteld uit de reductieve afbraakproducten van elektrolyt.De samenstelling en structuur van SEI worden voornamelijk bepaald door de structuur van de elektrolyt, dat wil zeggen de microscopische interactie tussen het oplosmiddel, het anion en Li+.De structuur van de elektrolyt verandert niet alleen met het type oplosmiddel en lithiumzout, maar ook met de concentratie van het zout.In de afgelopen jaren hebben elektrolyt met hoge concentratie (HCE) en gelokaliseerde elektrolyt met hoge concentratie (LHCE) unieke voordelen getoond bij het stabiliseren van lithiummetaalanodes door een stabiele SEI te vormen.De molaire verhouding van oplosmiddel tot lithiumzout is laag (minder dan 2) en anionen worden in de eerste solvatatiemantel van Li+ geïntroduceerd, waardoor contactionenparen (CIP) en aggregatie (AGG) in HCE of LHCE worden gevormd.De samenstelling van SEI wordt vervolgens gereguleerd door anionen in HCE en LHCE, wat anion-afgeleide SEI wordt genoemd.Ondanks de aantrekkelijke prestaties bij het stabiliseren van lithiummetaalanodes, zijn de huidige van anionen afgeleide SEI's onvoldoende om de uitdagingen van praktische omstandigheden aan te gaan.Daarom is het noodzakelijk om de stabiliteit en uniformiteit van van anionen afgeleide SEI verder te verbeteren om de uitdagingen onder feitelijke omstandigheden te overwinnen.
Anionen in de vorm van CIP en AGG zijn de belangrijkste voorlopers van van anionen afgeleide SEI.Over het algemeen wordt de elektrolytstructuur van anionen indirect gereguleerd door Li+, omdat de positieve lading van oplosmiddel- en verdunningsmiddelmoleculen zwak gelokaliseerd is en geen directe interactie met anionen kan hebben.Daarom wordt er lang uitgekeken naar nieuwe strategieën voor het reguleren van de structuur van anionische elektrolyten door directe interactie met anionen.
Posttijd: 22 november 2021