Novas baterias de lítio-enxofre oferecem altas capacidades de armazenamento e baixos custos de material

Um projeto de pesquisa chamado "MaSSiF – Material Innovations for Solid-State Sulfur-Silicon Batteries" está atualmente em andamento no Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS em Dresden. O projeto é dedicado ao desenvolvimento de uma nova geração de baterias de lítio-enxofre que sejam leves, de baixo custo e tenham alta capacidade de armazenamento. Espera-se que essas células protótipos tenham um impacto significativo na indústria de baterias devido às suas altas capacidades de armazenamento e baixos custos de material.

Baterias de sulfeto de estado sólido: um sucessor promissor para baterias de íons de lítio

As baterias de estado sólido baseadas em sulfeto estão sendo consideradas como uma possível tecnologia sucessora das baterias de íons de lítio atuais. Estas baterias prometem maior autonomia e segurança para uso em veículos elétricos, graças à sua alta densidade de energia e estabilidade. Uma grande vantagem de usar enxofre como material ativo catódico nessas baterias é que ele é livre de elementos críticos, como cobalto e níquel, que são comumente usados na tecnologia de íons de lítio. O enxofre também atinge densidades de energia muito altas em baterias de estado sólido.

Desafios Associados ao Material Anódico em Baterias de Lítio-Enxofre

O ânodo em baterias de lítio-enxofre apresenta grandes desafios no processamento e operação da bateria. A pesquisa atual visa usar lítio metálico como eletrodos negativos em baterias de estado sólido, mas a alta reatividade do lítio limita a estabilidade e segurança desses sistemas celulares. Portanto, os parceiros do projeto MaSSiF estão se concentrando em um material anódico que também provou ser uma alternativa promissora na pesquisa científica atual para uso em baterias de estado sólido: o silício.

Combinando enxofre, eletrólito sólido e silício para um conceito inovador de célula

A combinação de enxofre (ou sulfeto de lítio), um eletrólito sólido e silício deve resultar em um conceito inovador de célula que combine baixo custo de material e alta densidade energética. A aplicação de silício como material anódico nessas baterias também deve melhorar significativamente a vida útil das células de bateria.

Financiamento para o Projeto MaSSiF

O Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF) fornecerá financiamento para seis parceiros da ciência e da indústria, com um total de quase 2,9 milhões de euros para apoiar o projeto MaSSiF. O projeto foi lançado em fevereiro de 2023 e visa projetar, construir e avaliar células protótipos leves e de baixo custo à base de enxofre com alta capacidade de armazenamento.

Conclusão

Espera-se que o projeto MaSSiF faça um progresso significativo no desenvolvimento de uma nova geração de baterias de lítio-enxofre com altas capacidades de armazenamento e baixos custos de material. Essas baterias oferecem uma alternativa promissora às baterias de íons de lítio atuais e têm o potencial de revolucionar a indústria de baterias. A combinação de enxofre, eletrólito sólido e silício deve resultar em um conceito inovador de célula que combine baixo custo de material e alta densidade de energia, tornando essas baterias uma opção viável para veículos elétricos e outras aplicações.

fonte:https://batteryindustry.tech/sulfur-and-silicon-as-building-blocks-for-solid-state-batteries/