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中科院物理所突破钠离子电池安全瓶颈 研发自保护电解质推动商业化

2026-04-09 19:1211910

新能源电池的安全问题长期制约着产业规模化发展,而这一瓶颈近期被中国科学院物理研究所的科研团队成功突破。该团队研发出全球首款安时级钠离子电池,通过创新设计的可聚合不燃电解质(PNE)技术,首次实现了电池“无热失控”目标,相关成果已发表于国际顶级期刊《自然-能源》。

传统电池采用碳酸酯类有机电解质,虽具备优异电化学性能,但其易燃特性极易引发连锁热失控反应。行业此前普遍认为,使用阻燃型磷酸酯电解质即可解决安全问题,但该团队通过实验证实,即便电解质不可燃,电池在特定条件下仍可能发生严重热失控。这一发现颠覆了业界对电池安全的传统认知,为技术研发开辟了全新路径。

针对这一难题,科研团队构建了“热稳定性-界面稳定性-物理隔离”三位一体防护体系。其核心创新的可聚合不燃电解质通过三重机制阻断风险:第一重为内置“冷却系统”,材料在高温下吸热分解,主动抵消电池内部热量;第二重采用双盐体系,分别对正负极材料形成精准保护,在提升电极稳定性的同时延长电池循环寿命;第三重则是智能“固态防火墙”,当温度超过150℃时,电解质自动聚合形成固态网络,既防止正负极直接接触,又阻断高温副反应与气体产生。

实验数据显示,搭载该技术的钠离子电池顺利通过针刺测试和300℃热箱测试,展现出卓越的安全性能。更值得关注的是,电池在-40℃至60℃的宽温范围内仍能稳定工作,并具备超过4.3V的耐高压特性,实现了高安全性与高能量密度的平衡。该电解质体系所有原料均为工业化常规产品,生产成本可控且易于规模化生产,为技术产业化奠定了坚实基础。

这项突破不仅为钠离子电池商业化应用扫清关键障碍,更为锂离子电池、固态电池等领域的安全技术升级提供了全新思路。随着全球能源转型加速,高安全、高性能电池技术的市场需求将持续增长,该成果有望在电动汽车、储能电站等领域引发技术变革。

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