Tendência no Desenvolvimento de Eletrólitos Líquidos Aquosos e em Gel para Baterias de Li-Ion Sustentáveis, Seguras e de Alto Desempenho

As atuais baterias de íon de lítio (LIBs) dependem de eletrólitos líquidos orgânicos que apresentam riscos significativos devido à sua inflamabilidade e toxicidade. O potencial de poluição ambiental e explosões resultantes de danos ou fraturas na bateria é uma preocupação crítica. Os eletrólitos à base de água (aquosos) têm recebido atenção como uma alternativa aos eletrólitos orgânicos. No entanto, uma janela de estabilidade eletroquímica estreita, a decomposição da água e a consequente baixa tensão de operação da bateria e densidade de energia dificultam o uso prático de eletrólitos aquosos. Portanto, o desenvolvimento de novos eletrólitos aquosos para LIBs sustentáveis, seguros e de alto desempenho continua sendo um desafio. Esta Revisão começa resumindo os papéis e requisitos dos eletrólitos-separadores e, em seguida, delineia a progressão dos eletrólitos aquosos para LIBs, abrangendo as tendências de desenvolvimento de eletrólitos líquidos aquosos e em gel, juntamente com princípios detalhados dos eletrólitos. Esses eletrólitos aquosos são desenvolvidos com base em estratégias que utilizam sais superconcentrados, diluentes concentrados, aditivos poliméricos, redes poliméricas e camadas de passivação artificiais, que são utilizadas para suprimir a decomposição da água e ampliar a janela de estabilidade eletroquímica da água dos eletrólitos. Além disso, esta Revisão discute estratégias potenciais para a implementação de baterias de Li-metal aquosas com interfaces eletrólito-eletrodo melhoradas. Uma compreensão abrangente de cada estratégia no sistema aquoso auxiliará no design de um eletrólito aquoso e no desenvolvimento de baterias sustentáveis e seguras de alto desempenho.