Veiligheid is altijd een grote zorg geweest voor elektrische voertuigen, vooral het voorkomen van brand- en explosieincidenten met de best mogelijke batterijtechnologieën.

Lithium-zwavelbatterijen worden beschouwd als de meest veelbelovende kandidaat voor EV's vanwege hun ultrahoge energiedichtheid, dat is meer dan 5 keer de capaciteit van standaard commerciële Li-ion-batterijen. Deze hoge dichtheid maakt het voor elektrische voertuigen mogelijk om langere afstanden af ​​te leggen zonder te stoppen om op te laden.

Echter, batterijen die werken bij de hoge temperaturen die nodig zijn in elektrische voertuigen, vormen een veiligheidsuitdaging, als brand en andere incidenten waarschijnlijker worden.

Prof. Andy Xueliang Sun en zijn onderzoeksteam van de University of Western Ontario, in samenwerking met Dr. Yongfeng Hu en Dr. Qunfeng Xiao van de Canadian Light Source, hebben voor het eerst veilige en duurzame Li-S-batterijen voor hoge temperaturen ontwikkeld met behulp van een nieuwe coatingtechniek die moleculaire laagdepositie (MLD) -technologie wordt genoemd. Dit onderzoek is gepubliceerd in Nano-letters .

"Een nauwe samenwerking met CLS om dergelijke gedetailleerde informatie te verkrijgen is erg belangrijk voor ons begrip, " zei Dr. Sun. "We moeten niet alleen nieuwe materialen ontwerpen voor energieopslag, maar ook diep begrip van de wetenschap achter materialen."

"We hebben aangetoond dat MLD-aluconcoating een veilige en veelzijdige benadering biedt voor lithium-zwavelbatterijen bij verhoogde temperatuur, "zei Dr. Sun.

MLD is een ultradunne-filmtechniek met toepassingen in energieopslagsystemen, nauwkeurige en flexibele controle over filmdikte en chemische samenstelling van het doelmateriaal op moleculaire schaal.

De met MLD-alucon gecoate koolstof-zwavelelektroden vertoonden zeer stabiele en verbeterde prestaties bij temperaturen tot 55oC, die de levensduur van de batterij voor Li-S-batterijen met hoge temperatuur aanzienlijk verlengt.

Röntgenonderzoeken aan het CLS onthulden het specifieke mechanisme en de interactie tussen zwavel en alucone MLD-coating.

"Door gebruik te maken van op synchrotron gebaseerde hoge-energetische röntgenfoto-elektronspectroscopie (HEXPS), het toonde aan dat de coating ongewenste nevenreacties belemmert, " zei Dr. Hu. Dit wordt bereikt doordat de coating het oppervlak van de elektrode passiveert.

Volgende, het team zal zich in de toekomst concentreren op veilige lithiumzwavelbatterijen met synchrotron X-ray in-situ batterijstudie.