(लिथियम मेटल एनोड) नए आयन-व्युत्पन्न ठोस इलेक्ट्रोलाइट के इंटरफेसियल चरण

ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेज़ (SEI) का उपयोग व्यापक रूप से काम करने वाली बैटरी में एनोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच गठित नए चरण का वर्णन करने के लिए किया जाता है। उच्च ऊर्जा घनत्व लिथियम (LI) धातु बैटरी को गैर-वर्दी SEI द्वारा निर्देशित डेंड्रिटिक लिथियम जमाव द्वारा गंभीर रूप से बाधित किया जाता है। यद्यपि यह लिथियम जमाव की एकरूपता में सुधार करने में अद्वितीय लाभ है, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, आयनों-व्युत्पन्न एसईआई का प्रभाव आदर्श नहीं है। हाल ही में, Tsinghua विश्वविद्यालय के झांग Qiang के अनुसंधान समूह ने एक स्थिर आयनों-व्युत्पन्न SEI के निर्माण के लिए इलेक्ट्रोलाइट संरचना को समायोजित करने के लिए आयनों रिसेप्टर्स का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया। TRIS (Pentafluorophenyl) Borane anion रिसेप्टर (TPFPB) इलेक्ट्रॉन-डिफिशिएंट बोरॉन परमाणुओं के साथ बीआईएस (फ्लोरोसल्फोनिमाइड) आयनों (FSI-) के साथ बातचीत करता है, जो FS- की कमी स्थिरता को कम करने के लिए होता है। इसके अलावा, TFPPB की उपस्थिति में, इलेक्ट्रोलाइट में FSI- के आयन क्लस्टर (AGG) के प्रकार बदल गए हैं, और FSI- अधिक Li+के साथ बातचीत करता है। इसलिए, FSI- के अपघटन को LI2s का उत्पादन करने के लिए बढ़ावा दिया जाता है, और आयनों-व्युत्पन्न SEI की स्थिरता में सुधार किया जाता है।

SEI इलेक्ट्रोलाइट के रिडक्टिव अपघटन उत्पादों से बना है। एसईआई की संरचना और संरचना मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट की संरचना द्वारा नियंत्रित की जाती है, अर्थात्, विलायक, आयनों और ली+के बीच सूक्ष्म बातचीत। इलेक्ट्रोलाइट की संरचना न केवल विलायक और लिथियम नमक के प्रकार के साथ बदलती है, बल्कि नमक की एकाग्रता के साथ भी बदलती है। हाल के वर्षों में, उच्च-सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट (एचसीई) और स्थानीयकृत उच्च-सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट (एलएचसीई) ने एक स्थिर एसईआई बनाकर लिथियम धातु एनोड को स्थिर करने में अद्वितीय लाभ दिखाए हैं। लिथियम नमक के लिए विलायक का दाढ़ अनुपात कम है (2 से कम) और आयनों को ली+के पहले सॉल्वेशन म्यान में पेश किया जाता है, जिसमें एचसीई या एलएचसीई में संपर्क आयन जोड़े (सीआईपी) और एकत्रीकरण (एजीजी) का गठन होता है। एसईआई की रचना को बाद में एचसीई और एलएचसीई में आयनों द्वारा विनियमित किया जाता है, जिसे आयनों-व्युत्पन्न एसईआई कहा जाता है। लिथियम धातु एनोड्स को स्थिर करने में इसके आकर्षक प्रदर्शन के बावजूद, वर्तमान आयनों-व्युत्पन्न एसईआई व्यावहारिक परिस्थितियों की चुनौतियों को पूरा करने में अपर्याप्त हैं। इसलिए, वास्तविक परिस्थितियों में चुनौतियों को दूर करने के लिए आयनों-व्युत्पन्न एसईआई की स्थिरता और एकरूपता में सुधार करना आवश्यक है।

CIP और AGG के रूप में आयनों ने आयनों-व्युत्पन्न SEI के लिए मुख्य अग्रदूत हैं। सामान्य तौर पर, आयनों की इलेक्ट्रोलाइट संरचना को अप्रत्यक्ष रूप से ली+द्वारा विनियमित किया जाता है, क्योंकि विलायक और मंद अणुओं का सकारात्मक आरोप कमजोर रूप से स्थानीयकृत होता है और सीधे आयनों के साथ बातचीत नहीं कर सकता है। इसलिए, आयनों के साथ सीधे बातचीत करके एनोनिक इलेक्ट्रोलाइट्स की संरचना को विनियमित करने के लिए नई रणनीतियों को अत्यधिक प्रत्याशित किया जाता है।