(லித்தியம் மெட்டல் அனோட்) புதிய அயனி-பெறப்பட்ட திட எலக்ட்ரோலைட்டின் இடைமுக கட்டம்

சாலிட் எலக்ட்ரோலைட் இன்டர்ஃபேஸ் (SEI) வேலை செய்யும் பேட்டரிகளில் அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையில் உருவாகும் புதிய கட்டத்தை விவரிக்க பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி லித்தியம் (லி) உலோக பேட்டரிகள் ஒரே மாதிரியான SEI ஆல் வழிநடத்தப்படும் டென்ட்ரிடிக் லித்தியம் படிவு மூலம் கடுமையாக தடைபடுகின்றன. லித்தியம் படிவுகளின் சீரான தன்மையை மேம்படுத்துவதில் இது தனித்துவமான நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், நடைமுறை பயன்பாடுகளில், அயனி-பெறப்பட்ட SEI இன் விளைவு சிறந்ததல்ல. சமீபத்தில், சிங்குவா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஜாங் கியாங்கின் ஆராய்ச்சி குழு ஒரு நிலையான அயனி-பெறப்பட்ட SEI ஐ உருவாக்க எலக்ட்ரோலைட் கட்டமைப்பை சரிசெய்ய அனியன் ஏற்பிகளைப் பயன்படுத்த முன்மொழிந்தது. எலக்ட்ரான்-குறைபாடுள்ள போரான் அணுக்களைக் கொண்ட ட்ரிஸ் (பென்டாஃப்ளூரோபெனைல்) போரேன் அனியன் ஏற்பி (டி.பி.எஃப்.பி.பி) எஃப்.எஸ்.ஐ- இன் குறைப்பு நிலைத்தன்மையைக் குறைக்க பி.ஐ.எஸ் (ஃப்ளோரோசல்போனமைடு) அனானானுடன் (எஃப்.எஸ்.ஐ-) தொடர்பு கொள்கிறது. கூடுதலாக, TFPPB முன்னிலையில், எலக்ட்ரோலைட்டில் FSI- இன் அயன் கிளஸ்டர்களின் வகை (AGG) மாறிவிட்டது, மேலும் FSI- அதிக LI+உடன் தொடர்பு கொள்கிறது. எனவே, FSI- இன் சிதைவு LI2S ஐ உருவாக்க ஊக்குவிக்கப்படுகிறது, மேலும் அயனி-பெறப்பட்ட SEI இன் நிலைத்தன்மை மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு சிதைவு தயாரிப்புகளால் SEI ஆனது. SEI இன் கலவை மற்றும் கட்டமைப்பு முக்கியமாக எலக்ட்ரோலைட்டின் கட்டமைப்பால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன, அதாவது கரைப்பான், அனியன் மற்றும் லி+க்கு இடையிலான நுண்ணிய தொடர்பு. எலக்ட்ரோலைட்டின் அமைப்பு கரைப்பான் மற்றும் லித்தியம் உப்பு வகை மட்டுமல்ல, உப்பின் செறிவையும் மாற்றுகிறது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், உயர்-செறிவு எலக்ட்ரோலைட் (HCE) மற்றும் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட உயர்-செறிவு எலக்ட்ரோலைட் (LHCE) ஆகியவை நிலையான SEI ஐ உருவாக்குவதன் மூலம் லித்தியம் மெட்டல் அனோட்களை உறுதிப்படுத்துவதில் தனித்துவமான நன்மைகளைக் காட்டியுள்ளன. கரைப்பான் லித்தியம் உப்புக்கு மோலார் விகிதம் குறைவாக உள்ளது (2 க்கும் குறைவாக) மற்றும் அனான்கள் LI+இன் முதல் தீர்வு உறைக்கு அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன, இது HCE அல்லது LHCE இல் தொடர்பு அயன் ஜோடிகள் (CIP) மற்றும் திரட்டல் (AGG) ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. SEI இன் கலவை பின்னர் HCE மற்றும் LHCE இல் உள்ள அனான்களால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது அயன்-பெறப்பட்ட SEI என்று அழைக்கப்படுகிறது. லித்தியம் மெட்டல் அனோட்களை உறுதிப்படுத்துவதில் அதன் கவர்ச்சிகரமான செயல்திறன் இருந்தபோதிலும், தற்போதைய அயனி-பெறப்பட்ட SEI கள் நடைமுறை நிலைமைகளின் சவால்களை பூர்த்தி செய்வதில் போதுமானதாக இல்லை. எனவே, உண்மையான நிலைமைகளின் கீழ் சவால்களை சமாளிக்க அயன்-பெறப்பட்ட SEI இன் ஸ்திரத்தன்மையையும் சீரான தன்மையையும் மேலும் மேம்படுத்த வேண்டியது அவசியம்.

சிஐபி மற்றும் ஏ.ஜி.ஜி வடிவத்தில் உள்ள அனான்கள் அனானை-பெறப்பட்ட SEI க்கு முக்கிய முன்னோடிகளாகும். பொதுவாக, அனான்களின் எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பு மறைமுகமாக LI+ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் கரைப்பான் மற்றும் நீர்த்த மூலக்கூறுகளின் நேர்மறையான கட்டணம் பலவீனமாக உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் நேரடியாக அனான்களுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியாது. ஆகையால், அனான்களுடன் நேரடியாக தொடர்புகொள்வதன் மூலம் அனானிக் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் கட்டமைப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான புதிய உத்திகள் மிகவும் எதிர்பார்க்கப்படுகின்றன.