L'interfase dell'elettrolita solido (SEI) è ampiamente utilizzata per descrivere la nuova fase che si forma tra l'anodo e l'elettrolita nelle batterie funzionanti.Le batterie al litio metallico ad alta densità di energia sono gravemente ostacolate dalla deposizione di litio dendritico guidata da un SEI non uniforme.Sebbene presenti vantaggi unici nel migliorare l'uniformità della deposizione del litio, nelle applicazioni pratiche l'effetto del SEI derivato dagli anioni non è ideale.Recentemente, il gruppo di ricerca di Zhang Qiang dell'Università di Tsinghua ha proposto di utilizzare i recettori degli anioni per regolare la struttura dell'elettrolita per costruire un SEI stabile derivato dagli anioni.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 dell'FSI-.Inoltre, in presenza di TFPPB, il tipo di cluster ionici (AGG) dell'FSI- nell'elettrolita è cambiato e l'FSI- interagisce con una maggiore quantità di Li+.Pertanto, la decomposizione di FSI- viene promossa per produrre Li2S e la stabilità del SEI derivato dagli anioni viene migliorata.
Il SEI è composto dai prodotti di decomposizione riduttiva dell'elettrolita.La composizione e la struttura del SEI sono controllate principalmente dalla struttura dell'elettrolita, ovvero dall'interazione microscopica tra solvente, anione e 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 di litio metallico formando un SEI stabile.Il rapporto molare tra solvente e sale di litio è basso (meno di 2) e gli anioni vengono introdotti nella prima guaina di solvatazione di Li+, formando coppie ioniche di contatto (CIP) e aggregazione (AGG) in HCE o LHCE.La composizione del SEI è successivamente regolata dagli anioni in HCE e LHCE, che è chiamato SEI derivato dagli anioni.Nonostante le prestazioni interessanti nella stabilizzazione degli anodi metallici di litio, gli attuali SEI derivati dagli anioni non sono sufficienti per affrontare le sfide delle condizioni pratiche.Pertanto, è necessario migliorare ulteriormente la stabilità e l’uniformità del SEI derivato dagli anioni per superare le sfide in condizioni reali.
Gli anioni sotto forma di CIP e AGG sono i principali precursori del SEI derivato dagli anioni.In generale, la struttura elettrolitica degli anioni è regolata indirettamente dal Li+, poiché la carica positiva delle molecole del solvente e del 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.
Orario di pubblicazione: 22 novembre 2021