(أنود المعادن الليثيوم) المرحلة البينية من المنحل بالكهرباء الصلبة الجديدة المستمدة من الأنيون

يستخدم الطور المنحل بالكهرباء الصلبة (SEI) على نطاق واسع لوصف المرحلة الجديدة التي تشكلت بين الأنود والكهرباء في بطاريات العمل. يتم إعاقة بطاريات الليثيوم (LI) عالية الكثافة التي تعوقها بشدة ترسب الليثيوم التغصمي التي يسترشد بها SEI غير موحدة. على الرغم من أن لديها مزايا فريدة في تحسين توحيد ترسب الليثيوم ، في التطبيقات العملية ، فإن تأثير SEI المشتق من الأنيون ليس مثاليًا. في الآونة الأخيرة ، اقترحت مجموعة الأبحاث الخاصة بـ Zhang Qiang من جامعة Tsinghua استخدام مستقبلات الأنيون لضبط بنية المنحل بالكهرباء لبناء SEI المستمدة من الأنيون. تتفاعل مستقبلات أنيون البوران (Pentafluorophenyl) مع ذرات البورون التي تعاني من نقص الإلكترون مع أنيون BIS (fluorosulfonimide) (FSI-) لتقليل استقرار FSI-. بالإضافة إلى ذلك ، في وجود TFPPB ، تغير نوع مجموعات الأيونات (AGG) من FS- في المنحل بالكهرباء ، ويتفاعل مع المزيد من Li+. لذلك ، يتم تعزيز تحلل FSI- لإنتاج LI2s ، ويتم تحسين استقرار SEI المشتقة من الأنيون.

يتألف SEI من منتجات التحلل الاختزالي للكهرباء. يتم التحكم بشكل أساسي في تكوين وهيكل SEI بواسطة بنية المنحل بالكهرباء ، أي التفاعل المجهري بين المذيب والأنيون و LI+. يتغير هيكل المنحل بالكهرباء ليس فقط مع نوع الملح المذيب والليثيوم ، ولكن أيضًا مع تركيز الملح. في السنوات الأخيرة ، أظهرت الإلكتروليت العالي التركيز (HCE) والكهرباء المترجمة عالية التركيز (LHCE) مزايا فريدة في تثبيت أنودات المعادن الليثيوم عن طريق تشكيل SEI مستقرة. تكون نسبة المولي من المذيبات إلى ملح الليثيوم منخفضة (أقل من 2) ويتم إدخال الأنيونات في غمد الذوبان الأول من Li+، وتشكيل أزواج أيون التلامس (CIP) والتجميع (AGR) في HCE أو LHCE. يتم تنظيم تكوين SEI لاحقًا بواسطة الأنيونات في HCE و LHCE ، والتي تسمى SEI المشتقة من الأنيون. على الرغم من أدائها الجذاب في تثبيت أنودات المعادن الليثيوم ، فإن SEIs المشتقة من الأنيون الحالية غير كافية في مواجهة تحديات الظروف العملية. لذلك ، من الضروري زيادة تحسين استقرار وتوحيد SEI المشتق من الأنيون للتغلب على التحديات في ظل الظروف الفعلية.

الأنيونات في شكل CIP و AGG هي السلائف الرئيسية لـ SEI المشتقة من الأنيون. بشكل عام ، يتم تنظيم بنية الأنيونات بالكهرباء بشكل غير مباشر بواسطة LI+، لأن الشحنة الإيجابية للجزيئات المذيبات والمخفف مترجمة بشكل ضعيف ولا يمكن التفاعل مباشرة مع الأنيونات. لذلك ، يتم توقع استراتيجيات جديدة لتنظيم بنية الشوارد الأنيونية من خلال التفاعل مباشرة مع الأنيونات.