As baterias de metal-lítio são altamente promissoras para o armazenamento de energia da próxima geração devido à sua alta densidade de energia e propriedades eletroquímicas excepcionais, tornando-as um potencial divisor de águas na alimentação de veículos elétricos, eletrônicos portáteis e armazenamento em escala de rede. No entanto, a sua adopção generalizada é dificultada por questões de segurança, particularmente o risco de curtos-circuitos internos e fugas térmicas que levam a incêndios e explosões.

Conheça um novo estudo da equipe do professor Gary Koenig da Universidade Drexel, que apresenta uma abordagem inovadora para mitigar esses riscos de segurança, empregando uma interfase etérea não inflamável formada a partir de uma solução de sal de bis (trifluorometanossulfonil) imida de lítio (LiTFSI).

A interfase etérea atua como uma camada protetora na superfície do metal de lítio, suprimindo efetivamente o crescimento de dendritos e estabilizando a interface. Esta notável interfase protetora é atribuída ao comportamento único de solvatação do LiTFSI em solventes etéreos, que permite a formação de uma interfase sólido-eletrólito que é rica em espécies LiF e TFSI⁻, cruciais para a inibição de dendritos.

O desempenho das baterias de metal-lítio com interfase etérea superou aquelas com eletrólitos tradicionais à base de carbonato em termos de segurança e desempenho eletroquímico. As baterias demonstraram ciclo estável por mais de 1.000 horas a uma alta densidade de corrente de 5 mA cm⁻², excedendo em muito a referência para baterias comerciais de íons de lítio.

Além disso, a interfase etérea exibiu excepcional resistência ao fogo, suprimindo efetivamente a fuga térmica e evitando incêndios nas baterias, mesmo sob condições extremas, como testes de penetração de pregos. A natureza não inflamável do eletrólito etéreo contribui ainda mais para aumentar a segurança, eliminando o risco de ignição do eletrólito.

Esta pesquisa inovadora abre caminho para baterias de metal de lítio mais seguras, com desempenho eletroquímico excepcional, oferecendo uma solução promissora para o futuro da tecnologia de armazenamento de energia.