中國科學院物理研究所與中科海鈉聯合研發團隊在鈉離子電池安全領域取得重大突破,成功開發出全球首款具備自保護功能的可聚合不燃電解質(PNE),首次在安時級電池體系中實現熱失控的完全阻斷。相關研究成果已發表于國際頂級能源期刊《自然·能源》,標志著鈉離子電池技術向實用化邁出關鍵一步。
研究團隊通過創新電解質配方設計,以NaBF4為主鹽、NaPF6為輔助界面調控劑構建雙鹽體系,有效解決了硬碳負極與電解液的兼容性問題,同時優化了電極-電解液界面結構。基于磷酸三乙酯(TEP)開發的不可燃電解質在高溫條件下可觸發熱致聚合反應,快速固化形成物理隔斷層,從機械和化學層面徹底切斷正負極間的串擾通道,從根本上抑制熱失控鏈式反應的發生。
實驗數據顯示,采用該技術的3.5Ah鋼殼圓柱鈉離子電芯在300℃極端高溫環境下仍保持結構完整,順利通過針刺測試且未出現冒煙、起火或爆炸現象。更值得關注的是,這種安全性能的提升并未以犧牲電池綜合性能為代價——實驗樣品在-40℃至60℃寬溫域內保持穩定工作,耐壓能力超過4.3V,基于電芯重量計算的比能量密度達到211Wh/kg,在4.3V高電壓條件下仍能通過嚴苛的針刺安全測試。
該技術的產業化前景尤為突出。研究團隊特別強調,所有關鍵材料均采用成熟工業化產品,無需定制化開發即可實現規模化生產。這種"即插即用"的特性為鈉離子電池在儲能、低速電動車等領域的快速應用提供了技術保障,特別是在對安全性能要求苛刻的應用場景中展現出顯著競爭優勢。目前團隊正與產業界合作推進技術轉化,預計將率先在固定式儲能領域實現商業化應用。













