废弃的塑料瓶可能成为锂离子电池的关键部件

    新加坡科学、技术和研究局(A*STAR)的研究人员成功地将废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料升级为聚合物电解质，这是更安全的锂离子电池的关键成分。

    他们的研究发表在《材料化学杂志A》上，是已知的第一份使用PET塑料升级聚合物组装锂离子电池的报告，PET塑料通常用于制造塑料瓶。

    科学家们表示，塑料垃圾通常是通过机械和化学过程回收的，但这些过程都有其缺点。对于机械回收，最终只有一小部分回收的PET可以被使用，因为由于聚合物链的断裂，它们的物理性能会随着每一轮回收而降低。化学回收涉及高能耗，需要纯化单体，与使用原始聚合物相比成本更高。

    2019年，全球PET塑料产量达到3100万吨，其现有特性使其适合升级回收为聚合物电解质(PEs)。它们由刚性对苯二甲酸酯组件组成，这有助于其优异的机械性能，并可用于增强PEs的机械鲁棒性，这反过来促进了设备的集成和制造。

    它们还具有容易断裂的化学键，使这些聚合物可以轻松地重新用于新的化学构件。然后，这些聚合物可以重新构成新的聚合物，用于新的应用。

    该团队利用废弃PET瓶设计了基于聚氨酯的PEs。与目前用于lib的传统液体电解质相比，PEs是电池中有前途的替代组件，有可能消除安全隐患，如电解质泄漏、不受控制的加热、体积膨胀、枝晶生长和火灾隐患。

    在评估了pet衍生聚合物作为固体聚合物电解质的可行性后，研究小组进一步评估了它们作为lib凝胶聚合物电解质时的离子电导率和循环性能。

    具体来说，他们作为凝胶-聚合物电解质(GPE)实现了10-4 S/cm的室温导电性，这与现有的含有液体电解质的商业系统相当。

    该团队还成功地使用这些聚合物组装了一个工作LiB，并表明细胞可以重复充电和放电多达150次。

    该集团认为，这些电池的良好性能为更可持续的能源驱动的未来铺平了道路，PET塑料垃圾可以转化为PE材料，在解决日益严重的塑料垃圾问题的同时，创造循环经济。