Solid Electrolyte Interphase (SEI) è ampiamente utilizzato per descrivere la nuova fase formata tra l'anodo e l'elettrolita nelle batterie funzionanti.Le batterie metalliche al litio (Li) ad alta densità di energia sono gravemente ostacolate dalla deposizione dendritica di litio guidata da SEI non uniforme.Sebbene abbia vantaggi unici nel migliorare l'uniformità della deposizione di litio, nelle applicazioni pratiche l'effetto del SEI derivato da anioni non è l'ideale.Recentemente, il gruppo di ricerca di Zhang Qiang dell'Università di Tsinghua ha proposto di utilizzare i recettori anionici per regolare la struttura dell'elettrolita per costruire un SEI derivato da anioni stabile.Il recettore dell'anione tris(pentafluorofenil)borano (TPFPB) con atomi di boro carenti di elettroni interagisce con l'anione bis(fluorosulfonimide) (FSI-) per ridurre la stabilità di riduzione di FSI-.Inoltre, in presenza di TFPPB, il tipo di cluster ionici (AGG) di FSI- nell'elettrolita è cambiato e FSI- interagisce con più Li+.Pertanto, la decomposizione di FSI- viene promossa per produrre Li2S e viene migliorata la stabilità di SEI derivato da anioni.
SEI è composto dai prodotti di decomposizione riduttiva dell'elettrolita.La composizione e la struttura del SEI sono principalmente controllate dalla struttura dell'elettrolita, ovvero dall'interazione microscopica tra il solvente, l'anione e il Li+.La struttura dell'elettrolita cambia non solo con il tipo di solvente e sale di litio, ma anche con la concentrazione del sale.Negli ultimi anni, l'elettrolita ad alta concentrazione (HCE) e l'elettrolita ad alta concentrazione localizzato (LHCE) hanno mostrato vantaggi unici nella stabilizzazione degli anodi metallici di litio formando un SEI stabile.Il rapporto molare tra solvente e sale di litio è basso (inferiore a 2) e gli anioni vengono introdotti nella prima guaina di solvatazione di Li+, formando coppie di ioni di contatto (CIP) e aggregazione (AGG) in HCE o LHCE.La composizione di SEI è successivamente regolata dagli anioni in HCE e LHCE, che è chiamato SEI derivato da anioni.Nonostante le sue interessanti prestazioni nella stabilizzazione degli anodi metallici al litio, gli attuali SEI derivati da anioni non sono sufficienti per affrontare le sfide delle condizioni pratiche.Pertanto, è necessario migliorare ulteriormente la stabilità e l'uniformità del SEI derivato da anioni per superare le sfide in condizioni reali.
Gli anioni sotto forma di CIP e AGG sono i principali precursori del SEI derivato da anioni.In generale, la struttura elettrolitica degli anioni è regolata indirettamente da Li+, perché la carica positiva delle molecole di solvente e diluente è debolmente localizzata e non può interagire direttamente con gli anioni.Pertanto, sono molto attese nuove strategie per regolare la struttura degli elettroliti anionici interagendo direttamente con gli anioni.
Tempo di pubblicazione: 22-nov-2021