(Ánodo metálico de litio) Fase interfacial de novos electrólitos sólidos derivados de anión

A interfase de electrólitos sólidos (SEI) é amplamente utilizada para describir a nova fase formada entre o ánodo e o electrólito nas baterías de traballo. As baterías metálicas de litio (LI) de alta densidade de enerxía están gravemente obstaculizadas pola deposición dendrítica de litio guiada por SEI non uniforme. Aínda que ten vantaxes únicas para mellorar a uniformidade da deposición de litio, en aplicacións prácticas, o efecto da SEI derivada do anión non é ideal. Recentemente, o grupo de investigación de Zhang Qiang, da Universidade de Tsinghua, propuxo usar receptores de anión para axustar a estrutura dos electrólitos para construír un SEI derivado do anión estable. O receptor do anión Borane Tris (Pentafluorofenil) (TPFPB) con átomos de boro deficientes en electróns interactúa co anión BIS (fluorosulfonimida) (FSI-) para reducir a estabilidade de redución de FSI-. Ademais, en presenza de TFPPB, o tipo de clústers de ións (AGG) de FSI- no electrólito cambiou e FSI- interactúa con máis Li+. Polo tanto, a descomposición de FSI- promove para producir LI2s, e a estabilidade do SEI derivado do anión é mellorado.

O SEI está composto polos produtos de descomposición reductiva do electrólito. A composición e a estrutura de SEI están controladas principalmente pola estrutura do electrólito, é dicir, a interacción microscópica entre o disolvente, o anión e o Li+. A estrutura do electrólito cambia non só co tipo de disolvente e sal de litio, senón tamén coa concentración do sal. Nos últimos anos, o electrólito de alta concentración (HCE) e o electrólito localizado de alta concentración (LHCE) demostraron vantaxes únicas para estabilizar ánodos metálicos de litio formando un SEI estable. A relación molar de disolvente a sal de litio é baixa (menos de 2) e os anións introdúcense na primeira funda de solvación de Li+, formando pares de ións de contacto (CIP) e agregación (AGG) en HCE ou LHCE. A composición de SEI está regulada posteriormente por anións en HCE e LHCE, que se denomina SEI derivada de anión. A pesar do seu atractivo rendemento na estabilización de ánodos metálicos de litio, os SEIS actuais derivados do anión son insuficientes para afrontar os retos das condicións prácticas. Polo tanto, é necesario mellorar aínda máis a estabilidade e a uniformidade do SEI derivado do anión para superar os retos en condicións reais.

Os anións en forma de CIP e AGG son os principais precursores do SEI derivado de anión. En xeral, a estrutura dos electrólitos dos anións está regulada indirectamente por Li+, porque a carga positiva de moléculas disolventes e diluentes está débilmente localizada e non pode interactuar directamente con anións. Polo tanto, as novas estratexias para regular a estrutura dos electrólitos aniónicos interactuando directamente cos anións son moi esperadas.