Um eletrólito sólido à base de enxofre (SSE) pode ser preparado por cerca de um sexto do preço dos materiais anteriores, abrindo caminho para baterias de íons de lítio mais seguras (Aplicativo ACS. Matéria Energética.2024, DOI: 10.1021/acsaem.4c02595).
As baterias de íon-lítio dependem atualmente de eletrólitos líquidos, soluções que contêm solventes orgânicos inflamáveis. Esses solventes são responsáveis por incêndios e representam riscos de segurança significativos em aplicações veiculares, robóticas e de armazenamento em rede em grande escala. Baterias de estado sólido, que use um eletrólito sólido em vez de uma solução líquidaevitam este problema, mas até agora os SSE têm sido demasiado caros para serem comercialmente viáveis, diz Lei Zhou, da Universidade de Ciência e Tecnologia Electrónica da China (UESTC). “Para uma bateria produzida em massa, o fator mais sensível é o custo”, diz ele.
Grande parte do custo decorre do caro sal de sulfeto de lítio, diz Zhou. SSEs de alto desempenho custam cerca de US$ 170 por quilograma.
Zhou, Bin Wang e Furong Zhang da UESTC e seus colegas notaram que quando o sulfeto de lítio é transformado em eletrólito, a estrutura cristalina do sal é destruída à medida que a substância é completamente moída em um moinho de bolas. Assim, os pesquisadores se perguntaram se poderiam evitar o uso do sal caro, moendo diretamente o lítio elementar e o enxofre e usando a mistura amorfa como SSE. Mas a mistura tinha baixa condutividade iônica, uma propriedade que levaria a baterias que carregam lentamente e retêm menos energia, diz Wang.
Os pesquisadores continuaram ajustando o materials, eventualmente adicionando sal de iodeto de lítio ao moinho de bolas. Essa adição aumentou o desempenho do eletrólito para 2,73 mS/cm. SSEs de alto desempenho feitos com sulfeto de lítio ou germânio ainda têm condutividades várias vezes maiores, mas custam muitas vezes mais do que o novo eletrólito, que custa cerca de US$ 28 por quilograma.
Além de melhorar ainda mais a condutividade iônica do eletrólito, os pesquisadores esperam testá-lo em uma pequena bateria portátil, diz Wang.
