新能源电池的安全问题,长期制约着产业的规模化发展。近日,中国科学院物理研究所取得重大突破,成功研发出具备自保护功能的可聚合不燃电解质(PNE),首次实现安时级钠离子电池“无热失控”,为破解这一难题提供了关键方案。
传统电池中,碳酸酯类有机电解质虽能提供优异的电化学性能,但其易燃特性极易引发电池热失控,成为行业发展的重大隐患。长期以来,业界普遍认为“电解质不可燃”是保障电池安全的核心标准,但研究团队通过实验证实,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。这一发现颠覆了传统认知,为电池安全研究开辟了全新路径。
针对这一挑战,研究团队突破传统不燃电解质仅关注不可燃性能的局限,创新性地构建了“热稳定性—界面稳定性—物理隔离”三位一体的安全防护体系。通过研发可聚合不燃电解质,团队从根源上提升了电池的安全性。
PNE采用三重防护机制阻断热失控风险:其一,内置“冷却系统”,在高温下通过吸热分解特性主动抵消电池内部放热反应的热量,防止热失控启动;其二,采用双盐体系,分别精准保护正极和负极材料,提升电极稳定性与电池循环寿命,实现安全与性能的双重保障;其三,设置智能“固态防火墙”,当温度超过150℃时,PNE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。
实验数据显示,搭载PNE的钠离子电池顺利通过针刺测试和300℃热箱测试,安全性能显著提升。该电池还具备-40℃至60℃的宽温适配能力,以及超4.3V的耐高压稳定性,在保障高安全性的同时,实现了高能量密度。
值得一提的是,PNE电解质体系所用原料均为工业化常规产品,成本可控且易于规模化生产,具有极高的产业化落地价值。这一突破为高能量密度、高安全电池领域提供了全新的技术路径,有望推动钠离子电池在新能源领域的广泛应用。








