据外媒报道，新加坡科技研究局（A*STAR）的研究人员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，以用作更安全的锂离子电池中的关键组件。据称这是首次利用从PET塑料瓶中回收的聚合物来组装可以工作的锂离子电池（LIB）。
（图片来源：新加坡科技研究局）
传统上通过机械和化学过程回收塑料垃圾的方法都有缺点。对于机械回收，由于聚合物链的断裂，其物理性能会随着每一轮回收而下降，最终只有一小部分回收的PET能使用。化学回收耗能较高，需要纯净的单体，比起使用原始聚合物，可能成本更高。
A*STAR 材料研究与工程设计学院（IMRE）的软材料部门副主管Jason Lim表示：“由于电气化程度的提高，对可持续锂离子电池材料的需求有所上升。然而，将废旧PET塑料用作聚合物电解质的来源，至今尚未实现。这是研究人员首次尝试将废弃的PET塑料用于这种应用。”
在不同类型的塑料中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是目前产量最丰富的塑料之一，2019年达到3100万吨。PET塑料具有适合升级为聚合物电解质（PE）的特征，其由刚性对苯二酸盐组分组成，有助于实现优异的机械性能，并可用于增强PE的机械鲁棒性，从而促进设备集成和制造。此外，这些聚合物具有容易断裂的化学键，可以轻松地用于构建新的化学构建块，然后重新构成新的聚合物，并投入新的应用。
从瓶子到电池：具有颠覆性意义的电池设计
该团队利用废弃的PET瓶来设计基于聚氨酯的PE。与目前锂离子电池中使用的传统液体电解液相比，PE是富有前景的替代成分，具有避免电解液泄漏、热失控、体积膨胀、枝晶生长和火灾等风险的潜力。
研究人员评估了PET衍生聚合物作为固体聚合物电解质的可行性。然后，进一步评估其用作LIB凝胶聚合物电解质的离子导电性和循环性能。
研究结果表明，从废弃PET中提取的聚氨酯，具有作为LIB聚合物电解质的潜力。作为凝胶-聚合物电解质（GPE），可以实现10-4 S/cm的室温电导率，与现有使用液体电解质的商用系统相媲美。该团队利用这些聚合物成功组装了一种可以工作的锂离子电池，该电池可以重复充放电达150次循环。
这为更可持续的未来铺平了道路，在这种情况下，PET塑料垃圾可以转化为电池用的PE材料，既可以解决日益严重的塑料垃圾问题，又推动循环经济发展。该团队将致力于推广这种废弃塑料回收利用技术，以制造环保电池部件。
