(লিথিয়াম মেটাল অ্যানোড) নতুন অ্যানিয়ন-প্রাপ্ত কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটের ইন্টারফেসিয়াল ফেজ

সলিড ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেজ (এসইআই) কার্যকরী ব্যাটারিগুলিতে অ্যানোড এবং ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্যে গঠিত নতুন পর্বটি বর্ণনা করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ শক্তি ঘনত্বের লিথিয়াম (এলআই) ধাতব ব্যাটারিগুলি অ-ইউনিফর্ম এসইআই দ্বারা পরিচালিত ডেনড্র্যাটিক লিথিয়াম ডিপোজিশন দ্বারা মারাত্মকভাবে বাধাগ্রস্থ হয়। যদিও লিথিয়াম জমার অভিন্নতা উন্নত করার ক্ষেত্রে এটির অনন্য সুবিধা রয়েছে, ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, অ্যানিয়ন থেকে প্রাপ্ত এসইআইয়ের প্রভাব আদর্শ নয়। সম্প্রতি, সিংহুয়া বিশ্ববিদ্যালয় থেকে জাং কিয়াংয়ের গবেষণা গোষ্ঠী একটি স্থিতিশীল অ্যানিয়ন থেকে প্রাপ্ত এসইআই নির্মাণের জন্য ইলেক্ট্রোলাইট কাঠামো সামঞ্জস্য করতে অ্যানিয়ন রিসেপ্টরগুলি ব্যবহার করার প্রস্তাব দিয়েছে। ইলেক্ট্রন-ঘাটতি বোরন পরমাণুগুলির সাথে ট্রিস (পেন্টাফলুওরোফেনিল) বোরেন অ্যানিয়ন রিসেপ্টর (টিপিএফপিবি) বিআইএস (ফ্লোরোসালফোনিমাইড) আয়ন (এফএসআই) এর সাথে যোগাযোগ করে fsi- এর হ্রাস স্থায়িত্ব হ্রাস করতে। তদ্ব্যতীত, টিএফপিপিবি-র উপস্থিতিতে ইলেক্ট্রোলাইটে এফএসআই-এর আয়ন ক্লাস্টারগুলির (এজিজি) ধরণ পরিবর্তিত হয়েছে, এবং এফএসআই আরও বেশি এলআই+এর সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে। অতএব, এফএসআই-এর পচনকে LI2S উত্পাদন করতে প্রচার করা হয়, এবং অ্যানিয়ন থেকে প্রাপ্ত এসইআইয়ের স্থায়িত্ব উন্নত করা হয়।

এসইআই ইলেক্ট্রোলাইটের হ্রাসকারী পচন পণ্য নিয়ে গঠিত। এসইআইয়ের রচনা এবং কাঠামো মূলত ইলেক্ট্রোলাইটের কাঠামো দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, অর্থাৎ দ্রাবক, আয়ন এবং লি+এর মধ্যে মাইক্রোস্কোপিক মিথস্ক্রিয়া। ইলেক্ট্রোলাইটের কাঠামো কেবল দ্রাবক এবং লিথিয়াম লবণের ধরণই নয়, লবণের ঘনত্বের সাথেও পরিবর্তিত হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, উচ্চ-ঘনত্বের ইলেক্ট্রোলাইট (এইচসিই) এবং স্থানীয় উচ্চ-ঘনত্বের ইলেক্ট্রোলাইট (এলএইচসিই) একটি স্থিতিশীল এসইআই গঠন করে লিথিয়াম ধাতব অ্যানোডগুলি স্থিতিশীল করার অনন্য সুবিধা দেখিয়েছে। লিথিয়াম লবণের দ্রাবকটির মোলার অনুপাতটি কম (2 এরও কম) এবং অ্যানিয়নগুলি এলআই+এর প্রথম দ্রাবক শিটে প্রবর্তিত হয়, এইচসিই বা এলএইচসিইতে যোগাযোগের আয়ন জোড়া (সিআইপি) এবং সংহতকরণ (এজিজি) গঠন করে। এসইআইয়ের রচনাটি পরবর্তীকালে এইচসিই এবং এলএইচসিইতে অ্যানিয়ন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যাকে অ্যানিয়ন থেকে প্রাপ্ত এসইআই বলা হয়। লিথিয়াম ধাতব অ্যানোডগুলি স্থিতিশীল করার ক্ষেত্রে এর আকর্ষণীয় পারফরম্যান্স সত্ত্বেও, বর্তমান অ্যানিয়ন থেকে প্রাপ্ত এসআইআইগুলি ব্যবহারিক অবস্থার চ্যালেঞ্জগুলি পূরণে অপর্যাপ্ত। সুতরাং, প্রকৃত অবস্থার অধীনে চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে আয়ন থেকে প্রাপ্ত এসইআইয়ের স্থিতিশীলতা এবং অভিন্নতার আরও উন্নতি করা প্রয়োজন।

সিআইপি এবং এগ্রি আকারে অ্যানিয়নগুলি আয়ন থেকে প্রাপ্ত এসইআইয়ের প্রধান পূর্ববর্তী। সাধারণভাবে, অ্যানিয়নের ইলেক্ট্রোলাইট কাঠামোটি অপ্রত্যক্ষভাবে লি+দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, কারণ দ্রাবক এবং পাতলা অণুগুলির ইতিবাচক চার্জটি দুর্বলভাবে স্থানীয়করণ করা হয় এবং সরাসরি অ্যানিয়নের সাথে যোগাযোগ করতে পারে না। অতএব, অ্যানিয়নের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে অ্যানিয়োনিক ইলেক্ট্রোলাইটগুলির কাঠামো নিয়ন্ত্রণের জন্য নতুন কৌশলগুলি অত্যন্ত প্রত্যাশিত।