中国科学院物理研究所与中科海钠联合研发团队在钠离子电池安全领域取得重大突破,成功开发出全球首款具备自保护功能的可聚合不燃电解质(PNE),首次在安时级电池体系中实现热失控的完全阻断。相关研究成果已发表于国际顶级能源期刊《自然·能源》,标志着钠离子电池技术向实用化迈出关键一步。
研究团队通过创新电解质配方设计,以NaBF4为主盐、NaPF6为辅助界面调控剂构建双盐体系,有效解决了硬碳负极与电解液的兼容性问题,同时优化了电极-电解液界面结构。基于磷酸三乙酯(TEP)开发的不可燃电解质在高温条件下可触发热致聚合反应,快速固化形成物理隔断层,从机械和化学层面彻底切断正负极间的串扰通道,从根本上抑制热失控链式反应的发生。
实验数据显示,采用该技术的3.5Ah钢壳圆柱钠离子电芯在300℃极端高温环境下仍保持结构完整,顺利通过针刺测试且未出现冒烟、起火或爆炸现象。更值得关注的是,这种安全性能的提升并未以牺牲电池综合性能为代价——实验样品在-40℃至60℃宽温域内保持稳定工作,耐压能力超过4.3V,基于电芯重量计算的比能量密度达到211Wh/kg,在4.3V高电压条件下仍能通过严苛的针刺安全测试。
该技术的产业化前景尤为突出。研究团队特别强调,所有关键材料均采用成熟工业化产品,无需定制化开发即可实现规模化生产。这种"即插即用"的特性为钠离子电池在储能、低速电动车等领域的快速应用提供了技术保障,特别是在对安全性能要求苛刻的应用场景中展现出显著竞争优势。目前团队正与产业界合作推进技术转化,预计将率先在固定式储能领域实现商业化应用。













