(Լիտիումի մետաղական անոդ) Նոր անիոնից ստացված պինդ էլեկտրոլիտի միջերեսային փուլ

Պինդ էլեկտրոլիտի միջֆազը (SEI) լայնորեն օգտագործվում է աշխատանքային մարտկոցներում անոդի և էլեկտրոլիտի միջև ձևավորված նոր փուլը նկարագրելու համար:Բարձր էներգիայի խտությամբ լիթիումի (Li) մետաղական մարտկոցները խիստ խոչընդոտվում են դենդրիտային լիթիումի նստվածքի պատճառով, որն առաջնորդվում է ոչ միատեսակ SEI-ով:Չնայած այն եզակի առավելություններ ունի լիթիումի նստվածքի միատեսակությունը բարելավելու համար, գործնական կիրառություններում անիոնից ստացված SEI-ի ազդեցությունը իդեալական չէ:Վերջերս Ցինհուա համալսարանից Չժան Ցյանգի հետազոտական ​​խումբն առաջարկեց օգտագործել անիոնային ընկալիչներ՝ էլեկտրոլիտի կառուցվածքը կարգավորելու համար՝ անիոնից ստացված կայուն SEI կառուցելու համար:Էլեկտրոնային անբավարար բորի ատոմներով տրիս(պենտաֆտորֆենիլ)բորան անիոնային ընկալիչը (TPFPB) փոխազդում է բիս(ֆտորոսուլֆոնիմիդ) անիոնի (FSI-) հետ՝ նվազեցնելով FSI-ի վերականգնողական կայունությունը:Բացի այդ, TFPPB-ի առկայության դեպքում էլեկտրոլիտում FSI-ի իոնային կլաստերների (AGG) տեսակը փոխվել է, և FSI-ը փոխազդում է ավելի շատ Li+-ի հետ:Հետևաբար, FSI-ի տարրալուծումը նպաստում է Li2S-ի առաջացմանը, և բարելավվում է անիոնից ստացված SEI-ի կայունությունը:

SEI-ն կազմված է էլեկտրոլիտի վերականգնողական տարրալուծման արտադրանքներից:SEI-ի կազմը և կառուցվածքը հիմնականում վերահսկվում է էլեկտրոլիտի կառուցվածքով, այսինքն՝ լուծիչի, անիոնի և Li+-ի միկրոսկոպիկ փոխազդեցությամբ։Էլեկտրոլիտի կառուցվածքը փոխվում է ոչ միայն լուծիչի և լիթիումի աղի տեսակից, այլև աղի կոնցենտրացիայից։Վերջին տարիներին բարձր կոնցենտրացիայի էլեկտրոլիտը (HCE) և տեղայնացված բարձր կոնցենտրացիայի էլեկտրոլիտը (LHCE) ցույց են տվել եզակի առավելություններ լիթիումի մետաղական անոդների կայունացման գործում՝ ձևավորելով կայուն SEI:Լուծողի և լիթիումի աղի մոլային հարաբերակցությունը ցածր է (2-ից պակաս), և անիոնները ներմուծվում են Li+-ի առաջին լուծողական պատյանում՝ ձևավորելով կոնտակտային իոնային զույգեր (CIP) և ագրեգացիա (AGG) HCE կամ LHCE-ում:SEI-ի կազմը հետագայում կարգավորվում է անիոններով HCE-ում և LHCE-ում, որը կոչվում է անիոնից ստացված SEI:Չնայած լիթիումի մետաղական անոդների կայունացման իր գրավիչ կատարողականին, ներկայիս անիոնից ստացված SEI-ները բավարար չեն գործնական պայմանների մարտահրավերներին դիմակայելու համար:Հետևաբար, անհրաժեշտ է հետագայում բարելավել անիոններից ստացված SEI-ի կայունությունն ու միատեսակությունը՝ փաստացի պայմաններում մարտահրավերները հաղթահարելու համար:

Անիոնները CIP-ի և AGG-ի տեսքով անիոններից ստացված SEI-ի հիմնական պրեկուրսորներն են:Ընդհանուր առմամբ, անիոնների էլեկտրոլիտային կառուցվածքը անուղղակիորեն կարգավորվում է Li+-ով, քանի որ լուծիչի և լուծիչի մոլեկուլների դրական լիցքը թույլ տեղայնացված է և չի կարող ուղղակիորեն փոխազդել անիոնների հետ։Հետևաբար, անիոնային էլեկտրոլիտների կառուցվածքը կարգավորելու նոր ռազմավարություններ են ակնկալվում անիոնների հետ անմիջական փոխազդեցությամբ: