banner

(Litiummetallanod) Gränssnittsfas av ny anjonhärledd fast elektrolyt

Solid Electrolyte Interphase (SEI) används ofta för att beskriva den nya fasen som bildas mellan anoden och elektrolyten i fungerande batterier.Litiummetallbatterier med hög energidensitet (Li) hämmas allvarligt av dendritisk litiumavsättning styrd av ojämn SEI.Även om det har unika fördelar för att förbättra enhetligheten av litiumavsättning, i praktiska tillämpningar, är effekten av anjon-härledd SEI inte idealisk.Nyligen föreslog Zhang Qiangs forskargrupp från Tsinghua University att använda anjonreceptorer för att justera elektrolytstrukturen för att konstruera en stabil anjon-härledd SEI.Tris(pentafluorofenyl)boran-anjonreceptorn (TPFPB) med elektrondeficienta boratomer interagerar med bis(fluorsulfonimid)anjonen (FSI-) för att minska reduktionsstabiliteten hos FSI-.Dessutom, i närvaro av TFPPB, har typen av jonkluster (AGG) av FSI- i elektrolyten förändrats, och FSI- interagerar med mer Li+.Därför främjas nedbrytningen av FSI- för att producera Li2S, och stabiliteten hos anjonhärledd SEI förbättras.

SEI består av reduktiva nedbrytningsprodukter av elektrolyt.Sammansättningen och strukturen av SEI styrs huvudsakligen av elektrolytens struktur, det vill säga den mikroskopiska interaktionen mellan lösningsmedlet, anjonen och Li+.Elektrolytens struktur förändras inte bara med typen av lösningsmedel och litiumsalt, utan också med saltets koncentration.Under de senaste åren har högkoncentrerad elektrolyt (HCE) och lokaliserad högkoncentrationselektrolyt (LHCE) visat unika fördelar för att stabilisera litiummetallanoder genom att bilda en stabil SEI.Molförhållandet mellan lösningsmedel och litiumsalt är lågt (mindre än 2) och anjoner införs i det första solvatiseringsskiktet av Li+, vilket bildar kontaktjonpar (CIP) och aggregation (AGG) i HCE eller LHCE.Sammansättningen av SEI regleras därefter av anjoner i HCE och LHCE, som kallas anjonhärledd SEI.Trots dess attraktiva prestanda för att stabilisera litiummetallanoder, är nuvarande anjonhärledda SEI:er otillräckliga för att möta utmaningarna med praktiska förhållanden.Därför är det nödvändigt att ytterligare förbättra stabiliteten och enhetligheten hos anjonhärledda SEI för att övervinna utmaningarna under faktiska förhållanden.

Anjoner i form av CIP och AGG är de huvudsakliga prekursorerna för anjonhärledd SEI.I allmänhet regleras elektrolytstrukturen hos anjoner indirekt av Li+, eftersom den positiva laddningen av lösningsmedels- och utspädningsmolekyler är svagt lokaliserad och inte direkt kan interagera med anjoner.Därför är nya strategier för att reglera strukturen av anjoniska elektrolyter genom att direkt interagera med anjoner mycket förväntade.


Posttid: 2021-november