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科研人員攻克鈉離子電池熱失控難題

2026年04月08日 物理研究所
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近日,中國科學院物理研究所首次實現安時級鈉離子電池“無熱失控”,研發出具備自保護功能的可聚合不燃電解質(PNE),破解了新能源電池安全瓶頸,推動鈉離子電池商業化應用。

電池安全一直是制約新能源產業規?;l展的核心難題。傳統碳酸酯類有機電解質雖電化學性能優異,但其易燃特性會引發電池熱失控。長期以來,行業普遍將“電解質不可燃”作為安全核心標準,而該團隊首次證實,阻燃并不等于絕對安全,即便使用阻燃型磷酸酯電解質,電池仍可能發生嚴重熱失控,這改變了業界傳統認知,為電池安全研究開辟了全新方向。

針對這一問題,團隊突破傳統不燃電解質僅聚焦不可燃性能的局限,研發可聚合不燃電解質,構建“熱穩定性—界面穩定性—物理隔離”三位一體安全防護體系。

PNE采用三重硬核防護以阻斷熱失控風險。一是內置“冷卻系統”,PNE高溫下具備獨特吸熱分解特性,可主動抵消電池內部放熱反應熱量,阻止熱失控啟動。二是采用雙鹽體系,分別精準保護正極、負極材料,提升電極穩定性與電池循環壽命,安全與性能雙向兼顧。三是設置智能“固態防火墻”,PNE擁有熱自聚合特性,溫度超150℃時會原位形成固態聚合物網絡,防止隔膜熔化后正負極直接接觸,同時阻斷高溫副反應與氣體生成;常溫下保障離子傳輸,高溫下自動“固化”,切斷風險傳播路徑。

該鈉離子電池通過針刺測試和300℃熱箱測試,安全可靠,并具備-40℃至60℃寬溫適配能力與超4.3V耐高壓穩定性,兼顧高安全與高能量密度。

該電解質體系所用原料均為工業化常規產品,成本可控、易規?;a,產業化落地價值高。未來,該技術將為高能量密度、高安全電池領域提供新的解決方案。

相關研究成果發表在《自然-能源》(Nature?Energy)上。

電芯的安全測試

示意圖

打印 責任編輯:侯茜

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