(Lithium Metal Anode) Fase Antarmuka dari elektrolit padat yang diturunkan anion baru

Solid electrolyte interfase (SEI) banyak digunakan untuk menggambarkan fase baru yang terbentuk antara anoda dan elektrolit dalam baterai yang berfungsi. Baterai logam kepadatan energi tinggi (LI) sangat terhambat oleh deposisi lithium dendritik yang dipandu oleh SEI yang tidak seragam. Meskipun memiliki keunggulan unik dalam meningkatkan keseragaman deposisi lithium, dalam aplikasi praktis, efek SEI yang diturunkan anion tidak ideal. Baru-baru ini, kelompok penelitian Zhang Qiang dari Universitas Tsinghua mengusulkan untuk menggunakan reseptor anion untuk menyesuaikan struktur elektrolit untuk membangun SEI yang diturunkan anion yang stabil. Tris (pentafluorophenyl) reseptor anion borane (TPFPB) dengan atom boron yang kekurangan elektron berinteraksi dengan anion BIS (fluorosulfonimide) (FSI-) untuk mengurangi stabilitas reduksi FSI-. Selain itu, di hadapan TFPPB, jenis kluster ion (AGG) dari elektrolit telah berubah, dan berinteraksi dengan lebih banyak Li+. Oleh karena itu, dekomposisi FSI dipromosikan untuk menghasilkan LI2S, dan stabilitas SEI yang diturunkan anion ditingkatkan.

SEI terdiri dari produk dekomposisi reduktif elektrolit. Komposisi dan struktur SEI terutama dikendalikan oleh struktur elektrolit, yaitu, interaksi mikroskopis antara pelarut, anion, dan li+. Struktur elektrolit berubah tidak hanya dengan jenis pelarut dan garam lithium, tetapi juga dengan konsentrasi garam. Dalam beberapa tahun terakhir, elektrolit konsentrasi tinggi (HCE) dan elektrolit konsentrasi tinggi (LHCE) telah menunjukkan keunggulan unik dalam menstabilkan anoda logam lithium dengan membentuk SEI yang stabil. Rasio molar pelarut terhadap garam lithium rendah (kurang dari 2) dan anion dimasukkan ke dalam selubung solvasi pertama Li+, membentuk pasangan ion kontak (CIP) dan agregasi (AGG) dalam HCE atau LHCE. Komposisi SEI kemudian diatur oleh anion dalam HCE dan LHCE, yang disebut SEI yang diturunkan anion. Terlepas dari kinerjanya yang menarik dalam menstabilkan anoda logam lithium, SEI yang diturunkan anion saat ini tidak cukup dalam memenuhi tantangan kondisi praktis. Oleh karena itu, perlu untuk lebih meningkatkan stabilitas dan keseragaman SEI yang diturunkan anion untuk mengatasi tantangan dalam kondisi aktual.

Anion dalam bentuk CIP dan AGG adalah prekursor utama untuk SEI yang diturunkan anion. Secara umum, struktur elektrolit anion secara tidak langsung diatur oleh Li+, karena muatan positif dari molekul pelarut dan pengencer terlokalisasi lemah dan tidak dapat secara langsung berinteraksi dengan anion. Oleh karena itu, strategi baru untuk mengatur struktur elektrolit anionik dengan berinteraksi langsung dengan anion sangat dinanti.