Alternatives assessment of polyvinylidene fluoride-compatible solvents for N-methyl pyrrolidone substitution in lithium-ion battery cathodes
Notice bibliographique
Résumé
Lithium-ion batteries (LIBs) are central to electrification yet, to increase the efficiency and scalability of electric systems, energy storage technologies must integrate sustainability concepts into their design. Notably, the incumbent LIB technology uses the reprotoxic solvent N-methyl pyrrolidone (NMP) to dissolve polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. This solvent, of concern to human and ecological health, must be replaced with less toxic alternatives. Accordingly, the objective of this study was to determine which potential solvents, compatible with PVdF binder within the cathode processing of LIBs, could replace NMP. This study followed the U.S. National Research Council’s Framework to Guide Selection of Chemical Alternatives, and thus assembled and compared data concerning ecological and human hazards, performance, and cost. Five solvents were assessed as alternatives to NMP, derived from an analysis of 948 cells of data (708 cells of hazard data, 54 cells of performance data, and 186 cells of cost data). Triethyl phosphate (TEP) and N-N’-dimethylpropyleneurea (DMPU) are found to exhibit reprotoxic properties, and dimethylsulfoxide (DMSO) raised concerns in all three data categories studied. The most promising alternatives to NMP were dihydrolevoglucosenone (Cyrene) and γ-valerolactone (GVL). With demand for sustainable energy storage growing, the results of this study aim to guide research and innovation of LIB technologies while avoiding regrettable substitutions in developing NMP-free LIBs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».