El sulfuro de litio (Li₂S) es un compuesto inorgánico hecho de litio y azufre. Se utiliza principalmente en la industria de las baterías, especialmente en las baterías de litio-azufre (Li-S), que se consideran una tecnología prometedora para el almacenamiento de energía de alta capacidad debido a su alta densidad de energía teórica y su diseño ligero.
Fórmula química:Li2S
CAS#:12136-58-2
Masa molar:45,95 g/mol
Aspecto: sólido blanco
Densidad:1,67 g/cm3
Punto de fusión: 938 °C (1.720 °F; 1.211 K)
Punto de ebullición: 1.372 °C (2.502 °F; 1.645 K)
Solubilidad en agua: muy soluble, hidroliza a LiOH y H2S
Solubilidad: muy soluble en etanol
Estructura cristalina:Antifluorita (cúbica), cF12
Alta conductividad iónica: El Li₂S tiene una alta conductividad iónica, lo que lo hace ideal para su uso como electrolito sólido o material catódico en baterías. Reactividad: El sulfuro de litio puede reaccionar con la humedad del aire, produciendo gas tóxico de sulfuro de hidrógeno. Por lo tanto, debe manipularse en un ambiente seco o controlado. Estabilidad térmica: El Li₂S es estable a altas temperaturas, lo que es ventajoso en aplicaciones de baterías donde la gestión térmica es crucial.
Baterías de litio-azufre (Li-S): El sulfuro de litio es un componente clave en las baterías de Li-S, que sirve como material del cátodo o como precursor para crear otros compuestos a base de azufre. Las baterías de Li-S se consideran una alternativa potencial a las baterías de iones de litio debido a su mayor densidad de energía teórica. Baterías de estado sólido: El Li₂S se puede utilizar como electrolito sólido en baterías de litio de estado sólido, lo que contribuye a una mayor seguridad, una mayor capacidad energética y el potencial de un ciclo de vida más prolongado. Síntesis de materiales: El sulfuro de litio sirve como precursor en la síntesis de materiales de sulfuro que contienen litio, que a menudo se utilizan en electrolitos de estado sólido para tecnologías de baterías avanzadas.
Sensibilidad a la humedad: El Li₂S es altamente reactivo con el agua, que puede liberar gas tóxico de sulfuro de hidrógeno. Esto limita su manipulación y almacenamiento a entornos controlados y secos. Problemas de estabilidad en las baterías: Las baterías de litio-azufre que utilizan Li₂S son propensas a problemas como el “efecto de transporte”, en el que los intermedios de polisulfuro se disuelven en el electrolito, lo que reduce la vida útil y la eficiencia.
Ambiente controlado: El sulfuro de litio debe almacenarse en recipientes herméticamente cerrados y manipularse en atmósferas secas e inertes para evitar la reacción con la humedad. Precauciones de seguridad: Se recomienda el uso de equipo de protección (guantes, gafas y protección respiratoria) para evitar la exposición al gas tóxico de sulfuro de hidrógeno si el Li₂S entra en contacto con el agua o el aire húmedo.
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