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Jul 11, 2023

Novo Oxicloreto Sólido

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) desenvolveu um novo tipo de eletrólito de estado sólido chamado oxicloreto de zircônio e lítio (LZCO). Este eletrólito oferece

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) desenvolveu um novo tipo de eletrólito de estado sólido chamado oxicloreto de zircônio e lítio (LZCO). Este eletrólito oferece bom desempenho e é econômico, tornando-o uma opção promissora para baterias de lítio totalmente em estado sólido (ASSLBs).

Os ASSLBs ganharam atenção como uma alternativa mais segura às tradicionais baterias de íons de lítio e têm potencial para maior densidade de energia. No entanto, o desenvolvimento de eletrólitos de estado sólido de alto desempenho para ASSLBs tem sido limitado pelo seu alto custo.

Os pesquisadores abordaram esse problema sintetizando LZCO a partir de compostos acessíveis, como hidróxido de lítio monohidratado, cloreto de lítio e cloreto de zircônio. Como resultado, o custo do LZCO é tão baixo quanto US$ 11,60 por quilograma, o que está significativamente abaixo do limite de US$ 50 por quilograma para comercialização. Também é muito mais barato do que outros eletrólitos de estado sólido de alto desempenho, que podem custar mais de US$ 190 por quilograma.

Apesar do seu baixo custo, o LZCO oferece um desempenho impressionante. Ele exibe uma condutividade iônica à temperatura ambiente de até 2,42 mS cm^-1, que é uma das mais altas entre todos os materiais eletrolíticos de estado sólido relatados. Além disso, o LZCO possui excelente compressibilidade, atingindo uma densidade de 94,2% sob pressão de 300 MPa. Essa compressibilidade supera a dos eletrólitos de estado sólido de sulfeto e cloreto, que normalmente têm densidades abaixo de 90% na mesma pressão.

Resultados experimentais demonstram que o LZCO tem desempenho comparável aos eletrólitos avançados de sulfeto e cloreto de estado sólido. Quando combinado com um cátodo em camadas rico em níquel, um ASSLB usando LZCO apresenta desempenho excepcional, mantendo a estabilidade por mais de 2.000 ciclos em condições de carregamento rápido de 12 minutos em temperatura ambiente.

O desenvolvimento deste novo eletrólito de estado sólido representa um avanço significativo em termos de desempenho e custo-benefício, aproximando a comercialização de ASSLBs da realidade.

Fonte:Lv Hu et al, “Um eletrólito de oxicloreto de estado sólido de baixo custo, ionicamente condutor e compressível para baterias estáveis ​​à base de lítio totalmente em estado sólido”, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39522-1