고체 전해질 간기 (SEI)는 작동 배터리에서 양극과 전해질 사이에 형성된 새로운 상을 설명하는 데 널리 사용됩니다. 고 에너지 밀도 리튬 (LI) 금속 배터리는 비 균일 한 SEI에 의해 유도 된 수지상 리튬 증착에 의해 심각하게 방해받습니다. 리튬 증착의 균일 성을 향상시키는 데있어 독특한 이점이 있지만 실제 응용에서 음이온 유래 SEI의 효과는 이상적이지 않습니다. 최근 Tsinghua University의 Zhang Qiang의 연구 그룹은 음이온 수용체를 사용하여 전해질 구조를 조정하여 안정적인 음이온 유래 SEI를 구성 할 것을 제안했습니다. 전자 결핍 붕소 원자를 갖는 트리스 (펜타 플루오로 페닐) 보란 음이온 수용체 (TPFPB)는 BIS (fluorosulfonimide) 음이온 (FSI-)과 상호 작용하여 FSI의 환원 안정성을 감소시킨다. 또한, TFPPB의 존재 하에서, 전해질에서 FSI-의 이온 클러스터 (AGG)의 유형이 변화되었고, FSI-는 더 많은 Li+와 상호 작용한다. 따라서, FSI-의 분해는 Li2를 생성하도록 촉진되고, 음이온 유래 SEI의 안정성이 개선된다.
SEI는 전해질의 환원 분해 생성물로 구성됩니다. SEI의 조성 및 구조는 주로 전해질의 구조, 즉 용매, 음이온 및 Li+사이의 미세한 상호 작용에 의해 제어된다. 전해질의 구조는 용매 및 리튬 염의 유형뿐만 아니라 염의 농도로 변화합니다. 최근에, 고고색 전해질 (HCE) 및 국소화 된 고고색 전해질 (LHCE)은 안정적인 SEI를 형성함으로써 리튬 금속 양극 안정화에서 독특한 이점을 보여 주었다. 용매 대 리튬 염의 몰비는 낮고 (2 미만), 음이온은 Li+의 첫 번째 용매 피복에 도입되어 HCE 또는 LHCE에서 접촉 이온 쌍 (CIP) 및 응집 (AGG)을 형성합니다. SEI의 조성은이어서 음이온-유래 SEI라고 불리는 HCE 및 LHCE의 음이온에 의해 조절된다. 리튬 금속 양극 안정화의 매력적인 성능에도 불구하고, 현재 음이온 유래 SEI는 실제 조건의 문제를 충족시키는 데 불충분합니다. 따라서 실제 조건 하에서 도전을 극복하기 위해 음이온 유래 SEI의 안정성과 균일 성을 더욱 향상시킬 필요가있다.
CIP 및 AGG 형태의 음이온은 음이온 유래 SEI의 주요 전구체입니다. 일반적으로, 음이온의 전해질 구조는 Li+에 의해 간접적으로 조절되며, 용매 및 희석 분자의 양전하는 약하게 국한되어 있으며 음이온과 직접 상호 작용할 수 없기 때문이다. 따라서, 음이온과 직접 상호 작용함으로써 음이온 성 전해질의 구조를 조절하기위한 새로운 전략이 높게 기대된다.
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