L'interphase d'électrolyte solide (SEI) est largement utilisée pour décrire la nouvelle phase formée entre l'anode et l'électrolyte dans les batteries en état de marche.Les batteries métalliques au lithium (Li) à haute densité énergétique sont gravement gênées par le dépôt dendritique du lithium guidé par un SEI non uniforme.Bien qu’il présente des avantages uniques en termes d’amélioration de l’uniformité du dépôt de lithium, dans les applications pratiques, l’effet du SEI dérivé des anions n’est pas idéal.Récemment, le groupe de recherche de Zhang Qiang de l'Université Tsinghua a proposé d'utiliser des récepteurs anioniques pour ajuster la structure de l'électrolyte afin de construire un SEI stable dérivé d'anions.Le récepteur anionique tris (pentafluorophényl) borane (TPFPB) avec des atomes de bore déficients en électrons interagit avec l'anion bis (fluorosulfonimide) (FSI-) pour réduire la stabilité de réduction du FSI-.De plus, en présence de TFPPB, le type d’amas d’ions (AGG) de FSI- dans l’électrolyte a changé et FSI- interagit avec davantage de Li+.Par conséquent, la décomposition du FSI- est favorisée pour produire du Li2S, et la stabilité du SEI dérivé de l'anion est améliorée.
Le SEI est composé des produits de décomposition réductrice de l’électrolyte.La composition et la structure du SEI sont principalement contrôlées par la structure de l'électrolyte, c'est-à-dire l'interaction microscopique entre le solvant, l'anion et le Li+.La structure de l'électrolyte change non seulement avec le type de solvant et de sel de lithium, mais également avec la concentration du sel.Ces dernières années, l'électrolyte à haute concentration (HCE) et l'électrolyte localisé à haute concentration (LHCE) ont montré des avantages uniques dans la stabilisation des anodes au lithium métallique en formant un SEI stable.Le rapport molaire solvant/sel de lithium est faible (inférieur à 2) et des anions sont introduits dans la première gaine de solvatation du Li+, formant des paires d'ions de contact (CIP) et d'agrégation (AGG) dans HCE ou LHCE.La composition du SEI est ensuite régulée par les anions du HCE et du LHCE, appelés SEI dérivés des anions.Malgré leurs performances attrayantes dans la stabilisation des anodes au lithium métallique, les SEI actuels dérivés d’anions sont insuffisants pour relever les défis des conditions pratiques.Par conséquent, il est nécessaire d’améliorer encore la stabilité et l’uniformité du SEI dérivé des anions pour surmonter les défis dans les conditions réelles.
Les anions sous forme de CIP et d'AGG sont les principaux précurseurs du SEI dérivé des anions.En général, la structure électrolytique des anions est indirectement régulée par Li+, car la charge positive des molécules de solvant et de diluant est faiblement localisée et ne peut pas interagir directement avec les anions.Par conséquent, de nouvelles stratégies permettant de réguler la structure des électrolytes anioniques en interagissant directement avec les anions sont très attendues.
Heure de publication : 22 novembre 2021