La sicurezza è sempre stata una delle principali preoccupazioni per i veicoli elettrici, soprattutto prevenendo incendi ed esplosioni con le migliori tecnologie di batteria possibili.

Le batterie al litio-zolfo sono considerate il candidato più promettente per i veicoli elettrici a causa della loro densità di energia ultraelevata, che è oltre 5 volte la capacità delle batterie standard agli ioni di litio commerciali. Questa alta densità consente ai veicoli elettrici di percorrere distanze maggiori senza fermarsi per una ricarica.

Però, le batterie che funzionano alle alte temperature necessarie nei veicoli elettrici rappresentano una sfida per la sicurezza, poiché incendi e altri incidenti diventano più probabili.

Il prof. Andy Xueliang Sun e il suo gruppo di ricerca della University of Western Ontario, in collaborazione con il Dr. Yongfeng Hu e il Dr. Qunfeng Xiao della Canadian Light Source, hanno sviluppato batterie Li-S ad alta temperatura sicure e durevoli utilizzando per la prima volta una nuova tecnica di rivestimento chiamata tecnologia di deposizione di strati molecolari (MLD). Questa ricerca è stata pubblicata in Nano lettere .

"La stretta collaborazione con CLS per ottenere informazioni così dettagliate è molto importante per la nostra comprensione, " ha affermato il Dr. Sun. "Non abbiamo solo bisogno di progettare nuovi materiali per lo stoccaggio di energia, ma anche una profonda comprensione della scienza dietro i materiali."

"Abbiamo dimostrato che il rivestimento in alucone MLD offre un approccio sicuro e versatile verso le batterie al litio-zolfo a temperature elevate, " ha detto il dottor Sun.

MLD è una tecnica a film ultrasottile con applicazioni in sistemi di accumulo di energia, fornendo un controllo preciso e flessibile sullo spessore del film e sulla composizione chimica del materiale bersaglio su scala molecolare.

Gli elettrodi carbonio-zolfo rivestiti in alucone MLD hanno dimostrato prestazioni molto stabili e migliorate a temperature fino a 55oC, che prolungherà significativamente la durata della batteria per le batterie Li-S ad alta temperatura.

Gli studi a raggi X presso il CLS hanno rivelato il meccanismo specifico e l'interazione tra il rivestimento MLD di zolfo e alucone.

"Utilizzando la spettroscopia fotoelettronica a raggi X ad alta energia basata su sincrotrone (HEXPS), ha dimostrato che il rivestimento finisce per ostacolare reazioni collaterali indesiderate, " ha detto il dottor Hu. Questo si ottiene come il rivestimento che passiva la superficie dell'elettrodo.

Prossimo, il team si concentrerà in futuro sulle batterie al litio e zolfo sicure con lo studio delle batterie in situ a raggi X di sincrotrone.