L'interphase d'électrolyte solide (SEI) est largement utilisée pour décrire la nouvelle phase formée entre l'anode et l'électrolyte dans les batteries de travail.Les batteries métalliques au lithium (Li) à haute densité d'énergie sont gravement gênées par le dépôt de lithium dendritique guidé par un SEI non uniforme.Bien qu'il présente des avantages uniques dans l'amélioration de l'uniformité du dépôt de lithium, dans les applications pratiques, l'effet du SEI dérivé d'anions n'est pas idéal.Récemment, le groupe de recherche de Zhang Qiang de l'Université de Tsinghua a proposé d'utiliser des récepteurs d'anions pour ajuster la structure de l'électrolyte afin de construire un SEI stable dérivé d'anions.Le récepteur d'anion 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 de 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 plus de Li+.Par conséquent, la décomposition du FSI- est favorisée pour produire du Li2S, et la stabilité du SEI dérivé d'anions 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 Li+.La structure de l'électrolyte change non seulement avec le type de solvant et de sel de lithium, mais aussi 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 du solvant au sel de lithium est faible (inférieur à 2) et des anions sont introduits dans la première gaine de solvatation de Li+, formant des paires d'ions de contact (CIP) et d'agrégation (AGG) dans HCE ou LHCE.La composition de SEI est ensuite régulée par des anions dans HCE et LHCE, appelés SEI dérivés d'anions.Malgré ses performances intéressantes 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 d'anions pour surmonter les défis dans des conditions réelles.
Les anions sous forme de CIP et d'AGG sont les principaux précurseurs du SEI dérivé d'anions.En général, la structure électrolytique des anions est régulée indirectement 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 de régulation de la structure des électrolytes anioniques en interagissant directement avec les anions sont très attendues.
Heure de publication : 22 novembre 2021