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(Lithiummetallanode) Grenzflächenphase eines neuen, von Anionen abgeleiteten Festelektrolyten

Solid Electrolyte Interphase (SEI) wird häufig verwendet, um die neue Phase zu beschreiben, die sich zwischen der Anode und dem Elektrolyten in Arbeitsbatterien bildet.Lithium (Li)-Metallbatterien mit hoher Energiedichte werden durch dendritische Lithiumabscheidung, die durch ungleichmäßige SEI geführt wird, stark behindert.Obwohl es einzigartige Vorteile bei der Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Lithiumabscheidung hat, ist die Wirkung der von Anionen stammenden SEI in praktischen Anwendungen nicht ideal.Kürzlich schlug die Forschungsgruppe von Zhang Qiang von der Tsinghua-Universität vor, Anionenrezeptoren zu verwenden, um die Elektrolytstruktur anzupassen, um eine stabile, von Anionen abgeleitete SEI zu konstruieren.Der Tris(pentafluorphenyl)boran-Anionenrezeptor (TPFPB) mit elektronenarmen Boratomen interagiert mit dem Bis(fluorsulfonimid)-Anion (FSI-), um die Reduktionsstabilität von FSI- zu verringern.Außerdem hat sich in Gegenwart von TFPPB die Art der Ionencluster (AGG) von FSI- im Elektrolyten geändert, und FSI- interagiert mit mehr Li+.Daher wird die Zersetzung von FSI – zur Erzeugung von Li 2 S gefördert, und die Stabilität von Anionen-abgeleitetem SEI wird verbessert.

SEI setzt sich aus den reduktiven Zersetzungsprodukten des Elektrolyten zusammen.Zusammensetzung und Struktur von SEI werden hauptsächlich durch die Struktur des Elektrolyten bestimmt, d. h. durch die mikroskopische Wechselwirkung zwischen Lösungsmittel, Anion und Li+.Die Struktur des Elektrolyten ändert sich nicht nur mit der Art des Lösungsmittels und des Lithiumsalzes, sondern auch mit der Konzentration des Salzes.In den letzten Jahren haben Hochkonzentrationselektrolyte (HCE) und lokalisierte Hochkonzentrationselektrolyte (LHCE) einzigartige Vorteile bei der Stabilisierung von Lithiummetallanoden durch Bildung einer stabilen SEI gezeigt.Das Molverhältnis von Lösungsmittel zu Lithiumsalz ist gering (weniger als 2) und Anionen werden in die erste Solvatationshülle von Li+ eingeführt, wodurch Kontaktionenpaare (CIP) und Aggregation (AGG) in HCE oder LHCE gebildet werden.Die Zusammensetzung von SEI wird anschließend durch Anionen in HCE und LHCE reguliert, was als von Anionen abgeleitetes SEI bezeichnet wird.Trotz ihrer attraktiven Leistung bei der Stabilisierung von Lithium-Metall-Anoden sind aktuelle, von Anionen abgeleitete SEIs unzureichend, um die Herausforderungen praktischer Bedingungen zu meistern.Daher ist es notwendig, die Stabilität und Einheitlichkeit der von Anionen abgeleiteten SEI weiter zu verbessern, um die Herausforderungen unter tatsächlichen Bedingungen zu bewältigen.

Anionen in Form von CIP und AGG sind die Hauptvorstufen für von Anionen abgeleitete SEI.Im Allgemeinen wird die Elektrolytstruktur von Anionen indirekt durch Li+ reguliert, da die positive Ladung von Lösungsmittel- und Verdünnungsmittelmolekülen schwach lokalisiert ist und nicht direkt mit Anionen wechselwirken kann.Daher werden neue Strategien zur Regulierung der Struktur anionischer Elektrolyte durch direkte Wechselwirkung mit Anionen mit Spannung erwartet.


Postzeit: 22. November 2021