banner

(lítiová kovová anóda) Medzifázová fáza nového pevného elektrolytu odvodeného od aniónu

Interfáza pevného elektrolytu (SEI) sa široko používa na opis novej fázy vytvorenej medzi anódou a elektrolytom v pracovných batériách.Lítiové (Li) kovové batérie s vysokou hustotou energie sú vážne brzdené depozíciou dendritického lítia riadenou nerovnomerným SEI.Hoci má jedinečné výhody pri zlepšovaní rovnomernosti ukladania lítia, v praktických aplikáciách nie je účinok SEI odvodený od aniónu ideálny.Nedávno výskumná skupina Zhang Qiang z univerzity Tsinghua navrhla použiť aniónové receptory na úpravu štruktúry elektrolytu na vytvorenie stabilnej SEI odvodenej od aniónu.Tris(pentafluórfenyl)boránový aniónový receptor (TPFPB) s elektrónovo deficitnými atómami bóru interaguje s bis(fluórsulfónimidovým) aniónom (FSI-), aby sa znížila redukčná stabilita FSI-.Okrem toho sa v prítomnosti TFPPB zmenil typ iónových zhlukov (AGG) FSI- v elektrolyte a FSI- interaguje s väčším množstvom Li+.Preto je podporovaný rozklad FSI- za vzniku Li2S a stabilita SEI odvodeného od aniónu sa zlepšuje.

SEI sa skladá z produktov redukčného rozkladu elektrolytu.Zloženie a štruktúra SEI sú riadené hlavne štruktúrou elektrolytu, to znamená mikroskopickou interakciou medzi rozpúšťadlom, aniónom a Li+.Štruktúra elektrolytu sa mení nielen s typom rozpúšťadla a lítiovej soli, ale aj s koncentráciou soli.V posledných rokoch preukázali vysokokoncentrovaný elektrolyt (HCE) a lokalizovaný vysokokoncentrovaný elektrolyt (LHCE) jedinečné výhody pri stabilizácii anód lítiového kovu vytvorením stabilnej SEI.Molárny pomer rozpúšťadla k lítiovej soli je nízky (menej ako 2) a anióny sa zavádzajú do prvého solvatačného plášťa Li+, čím sa vytvárajú kontaktné iónové páry (CIP) a agregácia (AGG) v HCE alebo LHCE.Zloženie SEI je následne regulované aniónmi v HCE a LHCE, čo sa nazýva aniónom odvodené SEI.Napriek svojmu atraktívnemu výkonu pri stabilizácii lítiových kovových anód, súčasné SEI odvodené od aniónu nepostačujú na splnenie výziev praktických podmienok.Preto je potrebné ďalej zlepšovať stabilitu a uniformitu SEI odvodených od aniónov, aby sa prekonali výzvy v skutočných podmienkach.

Anióny vo forme CIP a AGG sú hlavnými prekurzormi pre SEI odvodené od aniónov.Vo všeobecnosti je štruktúra elektrolytu aniónov nepriamo regulovaná Li+, pretože kladný náboj molekúl rozpúšťadla a riedidla je slabo lokalizovaný a nemôže priamo interagovať s aniónmi.Preto sa vysoko očakávajú nové stratégie na reguláciu štruktúry aniónových elektrolytov priamou interakciou s aniónmi.


Čas odoslania: 22. novembra 2021