Säkerhet har alltid varit ett stort bekymmer för elfordon, speciellt förebyggande av brand- och explosionsincidenter med bästa möjliga batteriteknik.

Litium-svavelbatterier anses vara den mest lovande kandidaten för elbilar på grund av deras ultrahöga energitäthet, vilket är över 5 gånger kapaciteten för vanliga kommersiella Li-ion-batterier. Denna höga densitet gör det möjligt för elfordon att resa längre sträckor utan att stanna för en laddning.

Dock, batterier som arbetar vid de höga temperaturer som krävs i elfordon utgör en säkerhetsutmaning, eftersom brand och andra incidenter blir mer sannolika.

Prof. Andy Xueliang Sun och hans forskargrupp vid University of Western Ontario, i samarbete med Dr Yongfeng Hu och Dr Qunfeng Xiao från den kanadensiska ljuskällan, har för första gången utvecklat säkra och hållbara Li-S-batterier för hög temperatur med hjälp av en ny beläggningsteknik som kallas molekylär lageravsättning (MLD). Denna forskning har publicerats i Nanobokstäver .

"Nära samarbete med CLS för att få sådan detaljerad information är mycket viktigt för vår förståelse, ", sa Dr Sun. "Vi behöver inte bara designa nya material för energilagring, men också djup förståelse för vetenskapen bakom material."

"Vi visade att MLD alukonbeläggning erbjuder ett säkert och mångsidigt tillvägagångssätt för litium-svavelbatterier vid förhöjd temperatur, " sa Dr Sun.

MLD är en ultratunnfilmsteknik med tillämpningar i energilagringssystem, ger exakt och flexibel kontroll över filmtjocklek och kemisk sammansättning av målmaterialet i molekylär skala.

De MLD alukonbelagda kol-svavelelektroderna visade mycket stabila och förbättrade prestanda vid temperaturer så höga som 55oC, vilket kommer att förlänga batteritiden avsevärt för Li-S-batterier med hög temperatur.

Röntgenstudier vid CLS avslöjade den specifika mekanismen och interaktionen mellan svavel och alukon MLD-beläggning.

"Genom att använda synkrotronbaserad högenergiröntgenfotoelektronspektroskopi (HEXPS), det visade att beläggningen i slutändan hindrar oönskade sidoreaktioner, " sa Dr. Hu. Detta uppnås genom att beläggningen passiverar ytan på elektroden.

Nästa, Teamet kommer att fokusera på säkra litiumsvavelbatterier med synkrotronröntgen på plats-batteristudier i framtiden.