Rumo ao desenvolvimento de baterias de lítio-enxofre seguras e duráveis de alta temperatura
p Esquema do eletrodo C-S revestido com alucona MLD e desempenho do ciclo de baterias de Li-S estabilizadas de alta temperatura. Crédito:Canadian Light Source
p A segurança sempre foi uma grande preocupação para veículos elétricos, especialmente evitando incidentes de incêndio e explosão com as melhores tecnologias de bateria possíveis. p As baterias de lítio-enxofre são consideradas as candidatas mais promissoras para EVs devido à sua densidade de energia ultra-alta, que é mais de 5 vezes a capacidade das baterias comerciais de íon de lítio. Essa alta densidade possibilita que os veículos elétricos percorram distâncias mais longas sem parar para cobrar.
p Contudo, baterias operando em altas temperaturas necessárias em veículos elétricos apresentam um desafio de segurança, à medida que incêndios e outros incidentes se tornam mais prováveis.
p Prof. Andy Xueliang Sun e sua equipe de pesquisa da University of Western Ontario, em colaboração com o Dr. Yongfeng Hu e o Dr. Qunfeng Xiao da Canadian Light Source, desenvolveram baterias de Li-S de alta temperatura seguras e duráveis usando uma nova técnica de revestimento chamada tecnologia de deposição de camada molecular (MLD) pela primeira vez. Esta pesquisa foi publicada em
Nano Letras .
p "A estreita colaboração com CLS para obter essas informações detalhadas é muito importante para o nosso entendimento, "disse o Dr. Sun." Não precisamos apenas projetar novos materiais para armazenamento de energia, mas também um profundo conhecimento da ciência por trás dos materiais. "
p "Demonstramos que o revestimento de alucona MLD oferece uma abordagem segura e versátil para baterias sulfurosas de lítio em temperatura elevada, "disse o Dr. Sun.
p MLD é uma técnica de filme ultrafino com aplicações em sistemas de armazenamento de energia, fornecer controle preciso e flexível sobre a espessura do filme e a composição química do material alvo em uma escala molecular.
p Os eletrodos de carbono-enxofre revestidos com alucona MLD demonstraram desempenho muito estável e melhorado em temperaturas de até 55oC, que prolongará significativamente a vida útil da bateria para baterias de Li-S de alta temperatura.
p Os estudos de raios-X no CLS revelaram o mecanismo específico e a interação entre o enxofre e o revestimento de alucona MLD.
p "Ao usar espectroscopia de fotoelétrons de raios-X de alta energia baseada em síncrotron (HEXPS), demonstrou que o revestimento acaba impedindo reações colaterais indesejadas, "disse o Dr. Hu. Isso é conseguido como o revestimento passivando a superfície do eletrodo.
p Próximo, a equipe se concentrará nas baterias de enxofre de lítio seguras com estudo de bateria in-situ de raios-X síncrotron no futuro.