Il solfuro di litio (Li₂S) è un composto inorganico composto da litio e zolfo. Viene utilizzato principalmente nell’industria delle batterie, in particolare nelle batterie al litio-zolfo (Li-S), che sono considerate una tecnologia promettente per l’accumulo di energia ad alta capacità grazie alla loro elevata densità di energia teorica e al design leggero.
Formula chimica: Li2S
CAS#:12136-58-2
Massa molare: 45,95 g / mol
Aspetto: solido bianco
Densità: 1,67 g/cm3
Punto di fusione: 938 °C (1.720 °F; 1.211 K)
Punto di ebollizione:1,372 °C (2,502 °F; 1,645 K)
Solubilità in acqua: molto solubile, idrolizza in LiOH e H2S
Solubilità: molto solubile in etanolo
Struttura cristallina: antifluorite (cubica), cF12
Elevata conducibilità ionica: Li₂S ha un’elevata conduttività ionica, che lo rende ideale per l’uso come elettrolita solido o materiale catodico nelle batterie. Reattività: il solfuro di litio può reagire con l’umidità nell’aria, producendo gas tossico di idrogeno solforato. Pertanto, deve essere maneggiato in un ambiente asciutto o controllato. Stabilità termica: Li₂S è stabile alle alte temperature, il che è vantaggioso nelle applicazioni delle batterie in cui la gestione termica è fondamentale.
Batterie al litio-zolfo (Li-S): il solfuro di litio è un componente chiave nelle batterie Li-S, fungendo sia da materiale catodico che da precursore per la creazione di altri composti a base di zolfo. Le batterie Li-S sono considerate una potenziale alternativa alle batterie agli ioni di litio grazie alla loro maggiore densità di energia teorica. Batterie allo stato solido: Li₂S può essere utilizzato come elettrolita solido nelle batterie al litio allo stato solido, contribuendo a una maggiore sicurezza, una maggiore capacità energetica e il potenziale per un ciclo di vita più lungo. Sintesi dei materiali: il solfuro di litio funge da precursore nella sintesi di materiali solfurici contenenti litio, che vengono spesso utilizzati negli elettroliti allo stato solido per le tecnologie avanzate delle batterie.
Sensibilità all’umidità: Li₂S è altamente reattivo con l’acqua, che può rilasciare gas tossico di idrogeno solforato. Ciò limita la sua manipolazione e lo stoccaggio in ambienti asciutti e controllati. Problemi di stabilità nelle batterie: le batterie al litio-zolfo che utilizzano Li₂S sono soggette a problemi come l'”effetto navetta”, in cui gli intermedi del polisolfuro si dissolvono nell’elettrolita, portando a una riduzione della durata del ciclo e dell’efficienza.
Ambiente controllato: il solfuro di litio deve essere conservato in contenitori ermeticamente sigillati e maneggiato in atmosfere asciutte e inerti per evitare reazioni con l’umidità. Precauzioni di sicurezza: Si raccomandano dispositivi di protezione (guanti, occhiali e protezione respiratoria) per evitare l’esposizione al gas tossico di idrogeno solforato se il Li₂S entra in contatto con acqua o aria umida.
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