(أنود معدن الليثيوم) المرحلة البينية من المنحل بالكهرباء الصلب الجديد المشتق من الأنيون

يستخدم الطور البيني للإلكتروليت الصلب (SEI) على نطاق واسع لوصف الطور الجديد المتكون بين الأنود والإلكتروليت في البطاريات العاملة.يتم إعاقة بطاريات الليثيوم المعدنية ذات كثافة الطاقة العالية بشدة من خلال ترسب الليثيوم التغصني الموجه بواسطة SEI غير الموحد.على الرغم من أن له مزايا فريدة في تحسين توحيد ترسب الليثيوم، في التطبيقات العملية، فإن تأثير SEI المشتق من الأنيون ليس مثاليًا.في الآونة الأخيرة، اقترحت مجموعة أبحاث تشانغ تشيانغ من جامعة تسينغهوا استخدام مستقبلات الأنيون لضبط بنية المنحل بالكهرباء لبناء SEI مستقر مشتق من الأنيون.يتفاعل مستقبل أنيون البوران تريس (خماسي فلورو فينيل) (TPFPB) مع ذرات البورون التي تعاني من نقص الإلكترون مع أنيون مكرر (فلوروسلفونيميد) (FSI-) لتقليل ثبات الاختزال لـ FSI-.بالإضافة إلى ذلك، في ظل وجود TFPPB، تغير نوع التجمعات الأيونية (AGG) من FSI- في المنحل بالكهرباء، ويتفاعل FSI- مع المزيد من Li+.لذلك، يتم تشجيع تحلل FSI- لإنتاج Li2S، وتحسين استقرار SEI المشتق من الأنيون.

يتكون SEI من منتجات التحلل الاختزالي للكهارل.يتم التحكم في تكوين وبنية SEI بشكل أساسي من خلال بنية المنحل بالكهرباء، أي التفاعل المجهري بين المذيب والأنيون وLi+.يتغير هيكل المنحل بالكهرباء ليس فقط مع نوع المذيب وملح الليثيوم، ولكن أيضًا مع تركيز الملح.في السنوات الأخيرة، أظهر الإلكتروليت عالي التركيز (HCE) والإلكتروليت الموضعي عالي التركيز (LHCE) مزايا فريدة في تثبيت أنودات معدن الليثيوم من خلال تشكيل SEI مستقر.تكون النسبة المولية للمذيب إلى ملح الليثيوم منخفضة (أقل من 2) ويتم إدخال الأنيونات في غلاف الذوبان الأول لـ Li+، لتشكل أزواج أيونات الاتصال (CIP) والتجميع (AGG) في HCE أو LHCE.يتم تنظيم تكوين SEI لاحقًا بواسطة الأنيونات في HCE وLHCE، وهو ما يسمى SEI المشتق من الأنيون.على الرغم من أدائها الجذاب في تثبيت أنودات معدن الليثيوم، فإن SEIs الحالية المشتقة من الأنيونات غير كافية لمواجهة تحديات الظروف العملية.ولذلك، فمن الضروري مواصلة تحسين استقرار وتوحيد SEI المشتق من الأنيونات للتغلب على التحديات في ظل الظروف الفعلية.

الأنيونات في شكل CIP و AGG هي السلائف الرئيسية لـ SEI المشتقة من الأنيونات.بشكل عام، يتم تنظيم بنية المنحل بالكهرباء للأنيونات بشكل غير مباشر بواسطة Li +، لأن الشحنة الموجبة لجزيئات المذيبات والمخففة تكون موضعية بشكل ضعيف ولا يمكنها التفاعل بشكل مباشر مع الأنيونات.ولذلك، من المتوقع بشدة استراتيجيات جديدة لتنظيم هيكل الشوارد الأنيونية من خلال التفاعل المباشر مع الأنيونات.