(લિથિયમ મેટલ એનોડ) નવા આયન-પ્રાપ્ત ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઇન્ટરફેસિયલ તબક્કો

સોલિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ (SEI) નો ઉપયોગ કાર્યકારી બેટરીઓમાં એનોડ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વચ્ચેના નવા તબક્કાને વર્ણવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા લિથિયમ (Li) મેટલ બેટરીઓ બિન-યુનિફોર્મ SEI દ્વારા સંચાલિત ડેંડ્રિટિક લિથિયમ ડિપોઝિશન દ્વારા ગંભીર રીતે અવરોધાય છે.જો કે તે લિથિયમ ડિપોઝિશનની એકરૂપતાને સુધારવામાં અનન્ય ફાયદા ધરાવે છે, વ્યવહારુ એપ્લિકેશનમાં, આયન-પ્રાપ્ત SEI ની અસર આદર્શ નથી.તાજેતરમાં, સિંઘુઆ યુનિવર્સિટીના ઝાંગ ક્વિઆંગના સંશોધન જૂથે સ્થિર આયન-પ્રાપ્ત SEI બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ માળખાને સમાયોજિત કરવા માટે આયન રીસેપ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.ઇલેક્ટ્રોન-ઉણપવાળા બોરોન અણુઓ સાથેનો ટ્રિસ(પેન્ટાફ્લોરોફેનિલ)બોરેન આયન રીસેપ્ટર (TPFPB) FSI-ની ઘટાડાની સ્થિરતા ઘટાડવા માટે bis(ફ્લોરોસલ્ફોનિમાઇડ) આયન (FSI-) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.વધુમાં, TFPPB ની હાજરીમાં, ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં FSI- ના આયન ક્લસ્ટરો (AGG) નો પ્રકાર બદલાયો છે, અને FSI- વધુ Li+ સાથે સંપર્ક કરે છે.તેથી, FSI- ના વિઘટનને Li2S ઉત્પન્ન કરવા પ્રોત્સાહન આપવામાં આવે છે, અને આયન-પ્રાપ્ત SEI ની સ્થિરતામાં સુધારો થાય છે.

SEI એ ઇલેક્ટ્રોલાઇટના રિડક્ટિવ વિઘટન ઉત્પાદનોથી બનેલું છે.SEI ની રચના અને માળખું મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોલાઇટની રચના દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, એટલે કે, દ્રાવક, આયન અને Li+ વચ્ચેની માઇક્રોસ્કોપિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.ઇલેક્ટ્રોલાઇટની રચના માત્ર દ્રાવક અને લિથિયમ મીઠાના પ્રકારથી જ નહીં, પણ મીઠાની સાંદ્રતા સાથે પણ બદલાય છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, ઉચ્ચ સાંદ્રતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ (HCE) અને સ્થાનિક ઉચ્ચ સાંદ્રતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ (LHCE) એ સ્થિર SEI બનાવીને લિથિયમ મેટલ એનોડ્સને સ્થિર કરવામાં અનન્ય ફાયદા દર્શાવ્યા છે.દ્રાવક અને લિથિયમ મીઠુંનો દાઢ ગુણોત્તર ઓછો છે (2 કરતાં ઓછો) અને આયનોને Li+ ના પ્રથમ સોલવેશન આવરણમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, HCE અથવા LHCE માં સંપર્ક આયન જોડીઓ (CIP) અને એકત્રીકરણ (AGG) બનાવે છે.SEI ની રચના પછીથી HCE અને LHCE માં anions દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, જેને anion-derived SEI કહેવામાં આવે છે.લિથિયમ મેટલ એનોડ્સને સ્થિર કરવામાં તેની આકર્ષક કામગીરી હોવા છતાં, વર્તમાન એનિઓન-પ્રાપ્ત SEI વ્યવહારુ પરિસ્થિતિઓના પડકારોને પહોંચી વળવા માટે અપૂરતા છે.તેથી, વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં પડકારોને દૂર કરવા માટે આયન-પ્રાપ્ત SEI ની સ્થિરતા અને એકરૂપતામાં વધુ સુધારો કરવો જરૂરી છે.

સીઆઈપી અને એજીજીના સ્વરૂપમાં આયન એ આયન-પ્રાપ્ત SEI માટે મુખ્ય પુરોગામી છે.સામાન્ય રીતે, આયનોનું ઇલેક્ટ્રોલાઇટ માળખું આડકતરી રીતે Li+ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, કારણ કે દ્રાવક અને મંદ પરમાણુઓનો સકારાત્મક ચાર્જ નબળો સ્થાનીકૃત હોય છે અને આયનોની સાથે સીધો સંપર્ક કરી શકતો નથી.તેથી, આયનો સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને એનિઓનિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની રચનાને નિયંત્રિત કરવા માટેની નવી વ્યૂહરચનાઓ ખૂબ અપેક્ષિત છે.