Интерфаза твердого электролита (SEI) широко используется для описания новой фазы, образующейся между анодом и электролитом в работающих батареях.Литий-металлические батареи с высокой плотностью энергии серьезно затрудняются дендритным осаждением лития, управляемым неоднородным SEI.Хотя он имеет уникальные преимущества в улучшении однородности осаждения лития, в практическом применении эффект SEI, полученного из анионов, не идеален.Недавно исследовательская группа Чжан Цяна из Университета Цинхуа предложила использовать анионные рецепторы для корректировки структуры электролита и создания стабильного SEI на основе анионов.Анионный рецептор трис(пентафторфенил)борана (TPFPB) с электронодефицитными атомами бора взаимодействует с анионом бис(фторсульфонимида) (FSI-), снижая восстановительную устойчивость FSI-.Кроме того, в присутствии ТФППБ изменился тип ионных кластеров (АГГ) FSI- в электролите, и FSI- взаимодействует с большим количеством Li+.Таким образом, разложение FSI- ускоряется с образованием Li2S, а стабильность SEI, полученного из анионов, улучшается.
SEI состоит из продуктов восстановительного разложения электролита.Состав и структура SEI в основном определяются структурой электролита, то есть микроскопическим взаимодействием растворителя, аниона и Li+.Структура электролита меняется не только в зависимости от типа растворителя и соли лития, но и от концентрации соли.В последние годы электролит высокой концентрации (HCE) и локализованный электролит высокой концентрации (LHCE) продемонстрировали уникальные преимущества в стабилизации литий-металлических анодов путем формирования стабильного SEI.Молярное отношение растворителя к литиевой соли низкое (менее 2), и анионы вводятся в первую сольватную оболочку Li+, образуя контактные ионные пары (CIP) и агрегацию (AGG) в HCE или LHCE.Состав SEI впоследствии регулируется анионами в HCE и LHCE, что называется SEI анионного происхождения.Несмотря на свои привлекательные характеристики в стабилизации анодов из металлического лития, современные SEI, полученные из анионов, недостаточны для решения задач практических условий.Следовательно, необходимо дальнейшее улучшение стабильности и однородности SEI, полученного из анионов, чтобы преодолеть проблемы в реальных условиях.
Анионы в форме CIP и AGG являются основными предшественниками SEI, производными анионов.В целом электролитная структура анионов регулируется Li+ косвенно, поскольку положительный заряд молекул растворителя и разбавителя слабо локализован и не может напрямую взаимодействовать с анионами.Поэтому весьма ожидаемы новые стратегии регулирования структуры анионных электролитов путем прямого взаимодействия с анионами.
Время публикации: 22 ноября 2021 г.