A Interface Eletrolítica Sólida (SEI, na sigla em inglês) é amplamente utilizada para descrever a nova fase formada entre o ânodo e o eletrólito em baterias em funcionamento. Baterias de lítio metálico (Li) de alta densidade energética são severamente prejudicadas pela deposição dendrítica de lítio, causada pela SEI não uniforme. Embora apresente vantagens únicas na melhoria da uniformidade da deposição de lítio, na prática, o efeito da SEI derivada de ânions não é o ideal. Recentemente, o grupo de pesquisa de Zhang Qiang, da Universidade de Tsinghua, propôs o uso de receptores de ânions para ajustar a estrutura do eletrólito e construir uma SEI estável derivada de ânions. O receptor de ânions tris(pentafluorofenil)borano (TPFPB), com átomos de boro deficientes em elétrons, interage com o ânion bis(fluorossulfonimida) (FSI-) para reduzir a estabilidade à redução do FSI-. Além disso, na presença de TFPPB, o tipo de aglomerado iônico (AGG) de FSI- no eletrólito se altera, e o FSI- interage com mais íons Li+. Portanto, a decomposição do FSI- é promovida para produzir Li2S, e a estabilidade da SEI derivada de ânions é melhorada.
A SEI é composta pelos produtos da decomposição redutiva do eletrólito. A composição e a estrutura da SEI são controladas principalmente pela estrutura do eletrólito, ou seja, pela interação microscópica entre o solvente, o ânion e o Li+. A estrutura do eletrólito varia não apenas com o tipo de solvente e sal de lítio, mas também com a concentração do sal. Nos últimos anos, eletrólitos de alta concentração (HCE) e eletrólitos de alta concentração localizada (LHCE) têm demonstrado vantagens únicas na estabilização de ânodos de lítio metálico, formando uma SEI estável. A proporção molar entre solvente e sal de lítio é baixa (inferior a 2) e os ânions são introduzidos na primeira camada de solvatação do Li+, formando pares iônicos de contato (CIP) e agregação (AGG) em HCE ou LHCE. A composição da SEI é subsequentemente regulada pelos ânions em HCE e LHCE, o que é denominado SEI derivada de ânions. Apesar do seu desempenho promissor na estabilização de ânodos de lítio metálico, as SEIs derivadas de ânions atualmente disponíveis são insuficientes para atender aos desafios das condições práticas. Portanto, é necessário aprimorar ainda mais a estabilidade e a uniformidade das SEIs derivadas de ânions para superar esses desafios em situações reais.
Ânions na forma de CIP e AGG são os principais precursores da SEI derivada de ânions. Em geral, a estrutura do eletrólito aniônico é regulada indiretamente pelo Li+, pois a carga positiva das moléculas de solvente e diluente é fracamente localizada e não interage diretamente com os ânions. Portanto, novas estratégias para regular a estrutura de eletrólitos aniônicos por meio da interação direta com ânions são altamente desejáveis.
Data da publicação: 22/11/2021