Avaliação do ciclo de vida do berço ao portão de baterias de estado sólido à base de sulfeto cilíndricas

Resumo Objetivo As baterias de estado sólido (SSBs) são um foco de pesquisa atual, pois são mais seguras e possuem uma densidade de energia maior do que as baterias de íon de lítio (LIBs) de última geração. Até o momento, sua produção ocorre apenas em escala de laboratório, o que oferece uma boa oportunidade para analisar os impactos ambientais associados antes da industrialização. Este artigo investiga os impactos ambientais da produção de SSB cilíndricas, para identificar pontos críticos ambientais e potenciais de otimização. Métodos Aqui, uma avaliação do ciclo de vida (ACV) atribuicional do berço ao portão é realizada, focando em SSBs que utilizam um cátodo composto NMC811/sulfeto de germânio de lítio e fósforo (LiGPS), um eletrólito separador sólido à base de sulfeto e um ânodo de metal de lítio. A avaliação de impactos do ciclo de vida (AICV) é realizada no Umberto 11 utilizando o método Environmental Footprint 3.1 com dados primários e da literatura e o banco de dados Evoinvent 3.9 para dados de fundo. Resultados e discussão Os resultados mostram impactos de mudança climática de 205,43 kg CO2 eq./kwh (para o caso base), com pontos críticos atribuíveis principalmente à produção do eletrólito e cátodo, e mais especificamente à síntese de LiPS e LiGPS, bem como ao material ativo do cátodo. Além disso, a análise de cenários mostra que uma ampliação da síntese de LiPS e LiGPS reduz os impactos ambientais em todas as categorias de impacto avaliadas. Além disso, foi demonstrado que a utilização de um ânodo in situ melhora ainda mais o desempenho ambiental geral, enquanto o uso de materiais ativos de cátodo alternativos, como NMC622 e LFP, não trouxe melhorias, pelo menos em relação à capacidade de armazenamento. Conclusão O artigo destaca os pontos críticos ambientais da produção de SSBs à base de sulfeto, nomeadamente a síntese de eletrólitos e católicos. Os resultados mostram que a ampliação da síntese reduz o impacto ambiental e que células com maior densidade de energia apresentam um desempenho ambiental favorável. No entanto, as SSBs ainda estão em fase de desenvolvimento e nenhuma recomendação final pode ser feita neste momento.