中国团队全球率先攻克钠离子电池热失控难题 加速商业化应用
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《寸止挑战第一期到第八期资源》 中国团队全球率先攻克钠离子电池热失控难题 加速商业化应用
中新网北京4月7日电 (记者 孙自法)中国科学院4月7日向媒体发布消息说，中国科学家团队最近在全球首次实现安时级(与手机电池容量相当)钠离子电池“无热失控”，成功研发具备自保护功能的可聚合不燃电解质(PNE)，从根源破解新能源电池安全核心瓶颈，为钠离子电池商业化应用按下“加速键”。
扫清核心障碍
这项新能源领域钠离子电池研发重大突破，由中国科学院物理研究所胡勇胜研究员团队完成，相关成果论文近日在国际专业学术期刊《自然-能源》(Nature Energy)发表。
本项研究的电芯的安全测试。中国科学院物理研究所 供图
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业内专家称，此次原创技术突破，不仅刷新全球电池安全研究认知，更以中国科研实力为钠离子电池商业化扫清核心障碍，为新能源产业高质量发展、助力“双碳”(碳达峰、碳中和)目标实现注入强劲动能。
研究团队表示，他们研发的钠离子电池已顺利通过针刺测试和300℃热箱测试，展现极致安全可靠性。同时，这一突破性安全性能并未牺牲电化学表现，电池具备-40℃至60℃宽温适配能力与超4.3伏特耐高压稳定性，兼顾高安全与高能量密度。
同时，这次研发的具备自保护功能的可聚合不燃电解质体系所用原料均为工业化常规产品，成本可控、易规模化生产，产业化落地价值极高。未来，该技术将为高能量密度、高安全电池领域提供全新解决方案。
开辟全新方向
研究团队指出，电池安全一直是制约新能源产业规模化发展的核心难题。传统碳酸酯类有机电解质虽电化学性能优异，但易燃特性是引发热失控的关键隐患。
长期以来，行业普遍将“电解质不可燃”作为安全核心标准，而本项研究首次证实：阻燃并不等于绝对安全，即便使用阻燃型磷酸酯电解质，电池仍可能发生严重热失控。这一发现彻底颠覆业界传统认知，为电池安全研究开辟全新方向。
本项研究成果示意图。中国科学院物理研究所 供图
针对行业痛点，研究团队创新突破传统不燃电解质仅聚焦不可燃性能的局限，研发可聚合不燃电解质，构建“热稳定性-界面稳定性-物理隔离”三位一体安全防护体系，实现从“被动阻燃”到“主动阻断热失控”的技术跨越。
三重硬核保险
研究团队介绍说，本项研究成功研发的可聚合不燃电解质，采用三重硬核防护彻底锁死热失控风险。
一是内置“冷却系统”，可聚合不燃电解质高温下具备独特吸热分解特性，可主动抵消电池内部放热反应热量，从根源阻止热失控启动。
二是采用双盐体系，分别精准保护正极、负极材料，大幅提升电极稳定性与电池循环寿命，安全与性能双向兼顾。
三是设置智能“固态防火墙”，可聚合不燃电解质拥有热自聚合特性，温度超150℃时会原位形成固态聚合物网络，防止隔膜熔化后正负极直接接触，同时阻断高温副反应与气体生成；常温下保障离子传输，高温下自动“固化”，切断风险传播路径。(完)
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