浙江
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）胶带目前被锂离子电池制造商广泛用于防止电极堆在组装过程中展开。选择PET胶带是因为它具有合适的机械和电气性能，但其化学稳定性在很大程度上被忽视了。在缺乏有效电解液添加剂的情况下，PET会解聚成其单体对苯二甲酸二甲酯，这是一种不需要的氧化还原穿梭物，会诱发锂离子电池的大量自放电。
近日，加拿大达尔豪斯大学Michael Metzger教授进行了一项化学筛选实验，以探索PET的分解机理，其中涉及从碳酸二甲酯（锂离子电池中最常见的电解液溶剂之一）中原位生成的甲醇和甲醇锂。通过筛选其他聚合物，作者发现聚丙烯和聚酰亚胺（Kapton）在电解液中是稳定的。最后，研究证明，采用化学性质稳定的聚丙烯胶带取代PET胶带，几乎可以消除磷酸铁锂-石墨电池的可逆自放电。
文章要点：
1. 这项研究证明了在采用PET胶带的锂离子电池中，对苯二甲酸二甲酯（DMT）是PET与甲醇和甲醇锂解聚的产物，这两种反应物可在锂离子电池中由碳酸二甲酯（DMC）生成，而碳酸二甲酯是一种无处不在的电解液溶剂。
2. 研究证明，DMT是无添加剂磷酸铁锂-石墨电池产生大量可逆自放电的原因。
3. 采用聚丙烯胶带取代PET胶带后，即使在不含添加剂的电池中，容量保持率也略有提高，库仑效率更高，几乎完全消除了可逆自放电。因此，电池制造商应该采用聚丙烯胶带取代PET胶带，以消除这种长期被忽视、本应不活跃的电池组件所产生的任何寄生反应。
图1 PET胶带被锂电制造商广泛使用
图2 PET胶带在锂离子电池中降解的演示
图3 使用DMC、MeOH和LiOMe时，PET胶带在化学筛选实验中的降解
图4 Kapton和PP胶带的化学稳定性
图5 当使用PP胶带代替PET胶带时，自放电和循环性能的改善演示
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01673-3
来源：高分子科学前沿
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