Katı hal pil teknolojisinde üç ana elektrolit yolu yarışıyor ve sülfür bazlı katı elektrolit bunların arasında iyon iletkenliği en yüksek olanı. Geleneksel lityum iyon pillerde sıvı elektrolit kullanılıyor ama bu sıvı yanıcı olduğu için güvenlik riski taşıyor. Katı hal piller bu sıvıyı katı bir malzemeyle değiştirerek hem güvenliği artırmayı hem enerji yoğunluğunu yükseltmeyi hedefliyor. Sülfür elektrolit bu dönüşümün en güçlü adaylarından biri.
Neden bu kadar iyi iletiyor
Sülfür bazlı elektrolitlerin iyon iletkenliği oda sıcaklığında 10 mS/cm seviyesine ulaşabiliyor, bu da sıvı elektrolitlere yakın bir değer. Karşılaştırma yapmak gerekirse oksit elektrolitler genellikle 1 mS/cm civarında kalıyor. Bu fark çok önemli çünkü yüksek iyon iletkenliği pilin hızlı şarj ve deşarj yapabilmesi demek. Elektrikli araçlarda hızlı şarj talebi büyüdükçe sülfür elektrolitlerin avantajı da büyüyor.
Kimyasal yapısı
En yaygın sülfür elektrolit aileleri Li₆PS₅Cl (argyrodite tipi), Li₂S-P₂S₅ (cam-seramik tipi) ve Li₁₀GeP₂S₁₂ (LGPS tipi) formülasyonlarından oluşuyor. Ortak noktaları lityum ve sülfür bazlı bir kristal yapı içinde lityum iyonlarının hızla hareket edebilmesi. Malzeme yumuşak olduğu için presleme yoluyla kolayca şekillendirilebiliyor, bu da üretim sürecinde avantaj sağlıyor.