中國日報4月7日電(記者 李夢涵)近日,中國科學院物理研究所胡勇勝研究員團隊在國際頂級能源期刊《自然?能源》(Nature Energy)發表重磅研究成果,全球首次實現安時級鈉離子電池"無熱失控",成功研發具備自保護功能的可聚合不燃電解質(PNE),從根源破解新能源電池安全核心瓶頸,為鈉離子電池商業化應用按下"加速鍵"。
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,但易燃特性是引發熱失控的關鍵隱患。長期以來,行業普遍將"電解質不可燃"作為安全核心標準,而該團隊研究首次證實: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,這一發現徹底顛覆業界傳統認知,為電池安全研究開辟全新方向。
針對行業痛點,團隊創新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(PNE),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,實現從"被動阻燃"到"主動阻斷熱失控"的技術跨越。
可聚合不燃電解質(PNE)采用三重硬核防護徹底鎖死熱失控風險。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,從根源阻止熱失控啟動。二是采用雙鹽體系,分別精準保護正極、負極材料,大幅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。
據悉,該鈉離子電池已順利通過針刺測試和300℃熱箱測試,展現極致安全可靠性。同時,這一突破性安全性能并未犧牲電化學表現,電池具備-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。
據了解,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,產業化落地價值極高。未來,該技術將為高能量密度、高安全電池領域提供全新解決方案。
此次原創技術突破,不僅刷新全球電池安全研究認知,更以中國科研實力為鈉離子電池商業化掃清核心障礙,為新能源產業高質量發展、助力"雙碳"目標實現注入強勁動能。